Gasgelagerte Anordnung von relativ zueinander bewegbaren Körpern Gas bearing arrangement of relatively movable bodies
Die Erfindung betrifft eine gasgelagerte Anordnung von relativ zueinander bewegbaren Körpern sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gaslagers für eine derartige Anordnung.The invention relates to a gas-bearing arrangement of relatively movable bodies and a method for producing a gas bearing for such an arrangement.
Es ist bekannt, eine luftgelagerte Anordnung von relativ zueinander bewegbaren Körpern vorzusehen, bei welcher dieIt is known to provide an air bearing arrangement of relatively movable bodies, in which the
Luftversorgung des dadurch gebildeten Luftlagers durch den aus Sintermaterial bestehenden inneren Körper erfolgt. Derartige Sintermaterialkörper sind jedoch in ihrer Tragfähigkeit und Steifigkeit beschränkt. Zudem ist das durch die aus dem Sintermaterial ausströmende Luft gebildete Luftpolster im Luftlager sehr inhomogen, wodurch die Lagerung sehr unbestimmt ist.Air supply of the air bearing formed thereby takes place through the inner body consisting of sintered material. However, such sintered body are limited in their carrying capacity and rigidity. In addition, the air cushion formed by the air flowing out of the sintered material in the air bearing is very inhomogeneous, whereby the storage is very indefinite.
Aus der DE 44 36 156 Cl ist ein aerostatisches Lager als kombiniertes Axial- und Radiallager bekannt, bei welchem die
Luftversorgungsstruktur für das aerostatische Lager im äußeren stationären Lagerkörper vorgesehen ist, wobei der inneren Lagerkörper als Rotationskörper ausgebildet ist. Bei diesem bekannten aerostatischen Lager erfolgt die Einbringung der Mikrolöcher nicht von der Lagerseite aus, sondern von der von der Lagerseite abgewandten Seite des äußeren Körpers, in welchem die Gasversorgungsstruktur vorgesehen ist.From DE 44 36 156 Cl an aerostatic bearing is known as combined axial and radial bearings, in which the Air supply structure is provided for the aerostatic bearing in the outer stationary bearing body, wherein the inner bearing body is formed as a rotational body. In this known aerostatic bearing the introduction of the microholes does not take place from the bearing side, but from the side facing away from the bearing side of the outer body, in which the gas supply structure is provided.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gasgelagerte Anordnung von relativ zueinander bewegbaren Körpern anzugeben, die einen außen liegenden bewegten Körper aufweist, der auch hohe Bewegungsgeschwindigkeiten erreichen kann und ein trägheitsarmes Anlaufverhalten besitzt. Weiterhin ist es Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Gaslagers für eine derartige Anordnung anzugeben.Object of the present invention is to provide a gas-bearing arrangement of relatively movable bodies, which has an outer moving body, which can also reach high speeds of movement and has a low-inertia startup behavior. Furthermore, it is an object to provide a method for producing a gas bearing for such an arrangement.
Die erste Aufgabe wird durch die gasgelagerte Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The first object is achieved by the gas-bearing arrangement with the features of patent claim 1.
Sind die Mikrolöcher von der Seite der Lagerfläche aus in den inneren Körper eingebracht, so sind die Herstellungskosten deutlich herabgesetzt.If the microholes are introduced from the side of the bearing surface into the inner body, then the production costs are significantly reduced.
Die besonders vorteilhafte vorzugsweise zweiteilige Ausgestaltung des inneren Lagerkörpers bestehend aus dem Tragkörper und der Hülse oder Lagerschale ermöglicht es, sowohl eine hohe Tragfähigkeit des inneren Lagerkörpers zu erreichen, als auch die Einbringung von hochfeinen Mikrolöchern in die Lagerfläche zu ermöglichen. Der Tragkörper kann dabei in der erforderlichen Formsteifigkeit ausgestaltet werden, ohne daß auf die für das Einbringen von Mikrolöchern in die Lagerfläche erforderliche geringe Wandstärke in diesem Bereich Rücksicht genommen werden muß. Diese geringe Wandstärke ist in der auf den Tragkörper gasdicht aufgebrachten Hülse oder Lagerschale vorgesehen. In
diese können dann die Mikrolöcher problemlos eingebracht werden.The particularly advantageous preferably two-part design of the inner bearing body consisting of the support body and the sleeve or bearing shell makes it possible to achieve both a high load capacity of the inner bearing body, as well as to allow the introduction of high-precision micro holes in the storage area. The support body can be configured in the required dimensional stability, without having to take into account the required for the introduction of micro holes in the bearing surface small wall thickness in this area consideration. This small wall thickness is provided in the gas-tightly applied to the support sleeve or bearing shell. In these can then be easily introduced the microholes.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den weiteren ünteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the arrangement according to the invention are specified in the further subclaims.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Mikrolöcher lasergebohrte Mikrolöcher sind.It is particularly advantageous if the microholes are laser drilled microholes.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Hülse oder Lagerschale auf ihrem Außenumfang mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung versehen ist. Eine derartige Beschichtung sorgt für Notlaufeigenschaften, falls im Fall einer Überlast eine Lagerflächenberührung zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Körpern stattfinden sollte.Furthermore, it is advantageous if the sleeve or bearing shell is provided on its outer circumference with a friction-reducing coating. Such a coating provides runflat performance if, in the event of overload, bearing surface contact should occur between the relatively moving bodies.
Es ist außerdem besonders vorteilhaft, wenn die Mikrolöcher einer Radialebene nicht exakt radial ausgerichtet sind, sondern in einem Winkel zur Radialrichtung geneigt sind. Auf diese Weise kann das Gaspolster im Lager in eine gewünschte Umfangsrichtung in Bewegung versetzt werden und eine vorgegebene Anlaufrichtung für den äußeren Körper kann so bestimmt werden.It is also particularly advantageous if the microholes of a radial plane are not exactly aligned radially, but are inclined at an angle to the radial direction. In this way, the gas cushion can be set in motion in the bearing in a desired circumferential direction and a predetermined direction of contact for the outer body can be determined.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der innere Körper ein Rotationskörper und der äußere Körper ist stationär angeordnet.In another advantageous embodiment, the inner body is a body of revolution and the outer body is stationary.
Dabei ist der äußere Körper in seiner dem inneren Körper gegenüber gelegenen Lagerfläche mit einer Innenumfangsnut versehen, in die zumindest ein mit einer Druckgasquelle verbundener Gaszuführkanal mündet, und der innere Körper ist in einem axial mittleren Abschnitt der dem äußeren Körper gegenüber gelegenen Lagerfläche mit zumindest einer Gaseintrittsbohrung der Gasversorgungsstruktur versehen, wobei die zumindest eine Gaseintrittsbohrung der
Innenumfangsnut gegenüberliegt. Auf diese Weise wird das Druckgas von außen in den rotierenden inneren Körper eingeleitet, ohne daß der rotierende inneren Körper einen mechanisch an den rotierenden inneren Körper angeschlossenen Druckgasanschluß aufweisen muß, wodurch die Reibung bei der Rotation des inneren Körpers wesentlich herabgesetzt wird.In this case, the outer body is provided in its bearing surface opposite the inner body with an inner peripheral groove into which at least one connected to a compressed gas source Gaszuführkanal, and the inner body is in an axially central portion of the outer body opposite bearing surface with at least one gas inlet bore the gas supply structure provided, wherein the at least one gas inlet bore of the Inner circumferential groove opposite. In this way, the pressurized gas is introduced from the outside into the rotating inner body, without the rotating inner body having to have a compressed gas connection mechanically connected to the rotating inner body, whereby the friction in the rotation of the inner body is substantially reduced.
Alternativ dazu ist der innere Körper in seiner dem äußeren Körper gegenübergelegenen Lagerfläche mit einer Außenumfangsnut versehen, wobei zumindest eineAlternatively, the inner body is provided in its outer body opposite bearing surface with an outer circumferential groove, wherein at least one
Gaseintrittsbohrung der Gasversorgungsstruktur in die Außenumfangsnut mündet, und wobei der äußere Körper in einem axial mittleren Abschnitt der dem inneren Körper gegenüber gelegenen Lagerfläche mit zumindest einem in diese Lagerfläche mündenden Gaszuführkanal versehen ist, der mit einer Druckgasquelle verbunden ist, wobei der zumindest eine Gaszuführkanal der Außenumfangsnut gegenüberliegt.Gas inlet passage of the gas supply structure opens into the outer circumferential groove, and wherein the outer body is provided in an axially central portion of the inner body opposite bearing surface with at least one opening into this bearing surface Gaszuführkanal which is connected to a compressed gas source, wherein the at least one Gaszuführkanal the Außenumfangsnut opposite.
Beide vorgenannten Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, daß der innere Rotationskörper nicht auf mechanische Weise mit einer Druckgasquelle verbunden ist, was die Rotationsreibung des inneren Körpers deutlich reduziert. Die Anordnung der Innenumfangsnut beziehungsweise der Außenumfangsnut im wesentlichen im — in Axialrichtung betrachtet — mittleren Abschnitt der jeweiligen Lagerfläche bewirkt, daß der Strömungswiderstand entlang des Lagerspalts in der jeweiligen Axialrichtung so hoch ist, daß das vom äußeren Körper zugeführte Druckgas nicht durch den Lagerspalt entweicht, sondern durch die zumindest eine Gaseintrittsbohrung des inneren Körpers in die im innerenBoth aforementioned embodiments have the advantage that the inner rotary body is not mechanically connected to a compressed gas source, which significantly reduces the rotational friction of the inner body. The arrangement of the inner circumferential groove or the outer circumferential groove substantially in the - viewed in the axial direction - central portion of the respective bearing surface causes the flow resistance along the bearing gap in the respective axial direction is so high that the gas supplied from the outer body does not escape through the bearing gap, but through the at least one gas inlet bore of the inner body in the inner
Körper vorgesehene Gasversorgungsstruktur fließt und von dort durch die Mikrolöcher in der Lagerfläche des inneren Körpers in den Lagerspalt austritt. Dazu ist die gasgelagerte Anordnung so zu dimensionieren, daß der Strömungswiderstand zwischen der zumindest einen Gaseintrittsbohrung und den in den Lagerspalt mündenden Mikrolöchern niedriger ist als der
Strömungswiderstand zwischen der Innenumfangsnut beziehungsweise der Außenumfangsnut und dem jeweiligen axialen Ende der gemeinsamen Lagerfläche.Body provided gas supply structure flows and exits from there through the micro holes in the bearing surface of the inner body in the bearing gap. For this purpose, the gas-bearing arrangement is to be dimensioned so that the flow resistance between the at least one gas inlet bore and the opening into the bearing gap microholes is lower than that Flow resistance between the inner circumferential groove or the outer circumferential groove and the respective axial end of the common bearing surface.
Der das Verfahren betreffende Teil der Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 16 angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst.The part of the problem relating to the method is achieved by the method features specified in patent claim 16.
Durch das luftdichte Aufbringen der Hülse oder der Lagerschale auf den Tragkörper ist es möglich, die Hülse oder Lagerschale mit den gewünschten Abmessungen aus einem Material vorzufertigen, das eine schnelle und leichte Einbringung der Mikrolöcher mit Hilfe der hochenergetischen Strahlung ermöglicht, während der Tragkörper dabei aus einem Material gefertigt werden kann, welches optimale Eigenschaften für die Tragfähigkeit aufweist.Due to the airtight application of the sleeve or the bearing shell on the support body, it is possible to prefabricate the sleeve or bearing shell with the desired dimensions of a material that allows a quick and easy insertion of the microholes using the high-energy radiation, while the support body of a Material can be manufactured, which has optimal properties for the load capacity.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hülse oder die Lagerschale nach dem Aufbringen auf den Tragkörper und vor dem Einbringen der Mikrolöcher mittels spanender und/oder schleifender Bearbeitung des Außenumfangs auf eine gewünschte Abmessung gebracht werden kann. Hierdurch kann die Hülse oder die Lagerschale zunächst in einer statisch stabilen Form auf den Tragkörper aufgebracht, vorzugsweise aufgeschrumpft, oder aufgeklebt, werden. Die zur optimalen Einbringung der Mikrolöcher erforderliche dünne Wandstärke wird somit erst nach dem Aufbringen der Hülse oder Lagerschale auf den Tragkörper durch das spanende und/oder schleifende Bearbeiten des Außenumfangs der Hülse hergestellt.It is particularly advantageous if the sleeve or the bearing shell can be brought to a desired dimension after application to the support body and prior to the introduction of the micro-holes by means of cutting and / or grinding machining of the outer circumference. As a result, the sleeve or the bearing shell can first be applied to the support body in a statically stable form, preferably shrunk on, or adhesively bonded. The thin wall thickness required for optimum introduction of the microholes is therefore produced only after the application of the sleeve or bearing shell to the support body by the machining and / or grinding of the outer circumference of the sleeve.
Die Hülse kann beispielsweise aber auch als hochpräzises Abformteil des Innenumfangs des als Rotationskörper ausgestalteten äußeren Körpers gebildet sein.However, the sleeve can also be formed, for example, as a high-precision molding part of the inner circumference of the outer body designed as a rotational body.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Verfahrens ist die hochenergetische Strahlungsquelle von einerIn an advantageous development of this method, the high-energy radiation source is a
Lasereinrichtung gebildet, so daß die Mikrolöcher mittels
eines Laserstrahls in die Hülse oder Lagerschale eingebracht werden.Laser device formed so that the microholes means a laser beam are introduced into the sleeve or bearing shell.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter 5 Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:The invention will be explained in more detail by means of examples with reference to the drawing. In this shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste erfindungsgemäße 10 gasgelagerte Anordnung;1 shows a longitudinal section through a first 10 gas-bearing arrangement according to the invention;
Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1;2 shows a cross section along line II-II in Fig. 1.
Fig. 3 einen Querschnitt analog Fig. 2 durch eine -]_5 alternative Ausführungsform dieser ersten Anordnung;Fig. 3 shows a cross section analogous to FIG 2 by a -] _5 alternative embodiment of this first arrangement.
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Abwandlung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen gasgelagerten Anordnung;4 shows a cross section through a modification of the first embodiment of the gas-bearing arrangement according to the invention;
2020
Fig. 5 einen Querschnitt analog Fig. 4 durch eine alternative Ausführungsform dieser zweiten Anordnung;Fig. 5 is a cross-section similar to Figure 4 through an alternative embodiment of this second arrangement.
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitereFig. 6 is a longitudinal section through another
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit rotierendem inneren Körper undEmbodiment of the present invention with rotating inner body and
Fig. 7 einen Längsschnitt durch noch eine weitere abgewandelte Ausführungsform mit einem rotierenden 30 inneren Körper.Fig. 7 is a longitudinal section through yet another modified embodiment with a rotating inner body 30.
In Fig. 1 ist ein als Achse ausgebildeter und nachfolgend auch als Lagerkörper bezeichneter innerer Körper 1 dargestellt, der auf herkömmliche Weise in einem nur 5 schematisch dargestellten und mit gestrichelten Linien
gezeigten Gehäuse 2 gehaltert ist. Der innere Körper 1 weist einen im Gehäuse eingespannten Tragkörper 10 auf. An seiner aus dem Gehäuse 2 herausragenden Seite ist der Tragkörper 10 mit einem im Querschnitt kreisförmigen Aufnahmeabschnitt 12 für eine Lagerhülse 14 versehen. Die Lagerhülse 14 ist auf den Aufnahmeabschnitt 12 aufgeschrumpft und auf diese Weise gasdicht mit dem Tragkörper 10 verbunden.In Fig. 1 as an axis trained and hereinafter also referred to as a bearing body inner body 1 is shown, which in a conventional manner in a only 5 shown schematically and with dashed lines shown housing 2 is supported. The inner body 1 has a supporting body 10 clamped in the housing. At its protruding from the housing 2 side of the support body 10 is provided with a circular cross-section receiving portion 12 for a bearing sleeve 14. The bearing sleeve 14 is shrunk onto the receiving portion 12 and connected in this way gas-tight with the support body 10.
Der Tragkörper 10 ist im Bereich des Aufnahmeabschnitts 12 mit als Umfangsnuten 120, 121, 122, 123 ausgebildeten Ausnehmungen versehen. Jede dieser am Außenumfang des Aufnahmeabschnitts 12 vorgesehenen Umfangsnuten 120, 121, 122, 123 ist über zumindest eine Radialbohrung 124, 125, 126, 127 mit einer Axialbohrung 11 des Tragkörpers 10 verbunden. Auf diese Weise kann von einer nicht gezeigten Druckgasquelle in die Axialbohrung 11 eingeleitetes Druckgas, insbesondere Druckluft, durch die Radialbohrungen 124, 125, 126 und 127 in die jeweils zugeordneten Ringnuten 120, 121, 122, 123 eintreten und dort einen entsprechenden Gasdruck aufbauen.The support body 10 is provided in the region of the receiving portion 12 with recesses formed as circumferential grooves 120, 121, 122, 123. Each of these provided on the outer circumference of the receiving portion 12 circumferential grooves 120, 121, 122, 123 is connected via at least one radial bore 124, 125, 126, 127 with an axial bore 11 of the support body 10. In this way, from a pressurized gas source not shown in the axial bore 11 introduced pressurized gas, in particular compressed air, through the radial bores 124, 125, 126 and 127 in the respective associated annular grooves 120, 121, 122, 123 occur and build there a corresponding gas pressure.
Die Hülse 14 ist im Bereich der Ringnuten 120, 121, 122, 123 mit radial verlaufenden Mikrolöchern 140, 141, 142, 143 versehen, die, von der Lagerfläche 14' am radialen Außenumfang der Lagerhülse 14 ausgehend, durch die Wandung der Lagerhülse 14 hindurch in die zugehörige Ringnut 120, 121, 122, 123 hineinführen.The sleeve 14 is provided in the region of the annular grooves 120, 121, 122, 123 with radially extending microholes 140, 141, 142, 143, which, starting from the bearing surface 14 'on the radially outer periphery of the bearing sleeve 14, through the wall of the bearing sleeve 14 therethrough into the associated annular groove 120, 121, 122, 123 lead.
Wie Fig. 2 zeigt, sind über den Umfang der Lagerhülse im Bereich einer jeden Ringnut eine Vielzahl von Radialbohrungen 140, 141, 142, 143 vorgesehen. Die in der jeweiligen Ringnut 120, 121, 122, 123 anstehende Druckluft beziehungsweise das dort anstehende Druckgas tritt aus den Mikrolöchern 140, 141, 142, 143 in den zwischen der von der radialen Außenumfangsfläche der Lagerhülse 14 gebildeten Lagerfläche 14 ' und der dieser gegenübergelegenen Lagerfläche auf derAs shown in Fig. 2, a plurality of radial bores 140, 141, 142, 143 are provided over the circumference of the bearing sleeve in the region of each annular groove. The pending in the respective annular groove 120, 121, 122, 123 compressed air or the pressurized gas there occurs from the microholes 140, 141, 142, 143 in between the formed by the radial outer peripheral surface of the bearing sleeve 14 bearing surface 14 'and this opposite bearing surface on the
Innenseite einer Lagerbohrung des äußeren Rotationskörpers 3
gebildeten Spalt 30 ein und bildet dort ein Luftpolster, welches den äußeren Rotationskörper 3 abstützt. Das überschüssige Druckgas tritt an den axialen Enden des Lagerspalts 30 aus. Auf diese Weise ist das aerostatische Lager gebildet.Inner side of a bearing bore of the outer rotary body. 3 formed gap 30 and forms there an air cushion, which supports the outer rotary body 3. The excess pressurized gas exits at the axial ends of the bearing gap 30. In this way, the aerostatic bearing is formed.
Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Schnitts ähnlich dem in Fig. 2, wobei bei dieser Ausführungsform jedoch die Mikrolöcher 140' unter einem Winkel α zur Radialrichtung R geneigt sind. Bei dieser Ausführungsform rotiert das im Lagerspalt 30 gebildete Gaspolster in Richtung des Pfeils U und sorgt auf diese Weise für ein vorgegebenes Anlaufverhalten des äußeren Rotationskörpers 3 in Richtung des Pfeils U.FIG. 3 shows an enlarged section of a section similar to that in FIG. 2, but in this embodiment the micro-holes 140 'are inclined at an angle α to the radial direction R. In this embodiment, the gas cushion formed in the bearing gap 30 rotates in the direction of the arrow U and thus ensures a predetermined start-up behavior of the outer rotary body 3 in the direction of the arrow U.
Zur Herstellung des Gaslagers wird zunächst der Tragkörper 10 vorbereitet, indem die von der Axialbohrung 11, den Radialbohrungen 124, 125, 126, 127 und den Ringnuten 120, 121, 122, 123 gebildete Gasversorgungsstruktur im Tragkörper 10 eines inneren Lagerkörpers 1 vorgesehen wird. Dann wird auf den kreisförmigen Abschnitt 12 der Tragstruktur 10 die Lagerhülse 14 luftdicht befestigt, z.B. aufgeschrumpft oder aufgeklebt, so daß die Lagerhülse 14 gasdicht mit der Tragstruktur 10 verbunden ist. Anschließend wird die Wandstärke der ringförmigen Lagerhülse 14 durch spanendes und/schleifendes Bearbeiten ihres Außenumfangs auf eine vorgegebene Dicke d reduziert, die ausreichend gering ist, um ein problemloses Einbringen von Mikrolöchern mittels einer hochenergetischen Strahlungsquelle, beispielsweise einer Lasereinrichtung, zu ermöglichen. Im Anschluß an dieseTo produce the gas bearing, the support body 10 is first prepared by providing the gas supply structure formed by the axial bore 11, the radial bores 124, 125, 126, 127 and the annular grooves 120, 121, 122, 123 in the support body 10 of an inner bearing body 1. Then, on the circular portion 12 of the support structure 10, the bearing sleeve 14 is airtight, e.g. shrunk or glued, so that the bearing sleeve 14 is connected in a gas-tight manner with the support structure 10. Subsequently, the wall thickness of the annular bearing sleeve 14 is reduced by machining and / or grinding its outer periphery to a predetermined thickness d, which is sufficiently low to allow easy insertion of microholes by means of a high-energy radiation source, such as a laser device. Following this
Materialbearbeitung der Lagerhülse 14 wird eine Vielzahl von Mikrolöchern 140, 141, 142, 143 in die Lagerhülse 14 mittels der hochenergetischen Strahlungsquelle von der Seite der Lagerfläche 14' aus in die Lagerhülse 14 eingebracht, wobei sich die Strahlungsquelle radial außerhalb des inneren
Lagerkörpers 1 befindet. Vorzugsweise wird vor oder nach dem Einbringen der Mikrolöcher noch eine reibungsmindernde Beschichtung auf die Lagerfläche 14 ' aufgebracht. Anschließend wird noch der äußere Rotationskörper auf den inneren Lagerkörper aufgeschoben und bei Bedarf auf dem Fachmann bekannte Weise in Axialrichtung gegen Verschieben gesichert.Material processing of the bearing sleeve 14, a plurality of microholes 140, 141, 142, 143 introduced into the bearing sleeve 14 by means of high-energy radiation source from the side of the bearing surface 14 'in the bearing sleeve 14, wherein the radiation source radially outside of the inner Bearing body 1 is located. Preferably, a friction-reducing coating is applied to the bearing surface 14 'before or after the introduction of the microholes. Subsequently, the outer rotational body is still pushed onto the inner bearing body and, if necessary, secured in a known manner in the axial direction against displacement.
In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform der ersten Anordnung ähnlich Fig. 2 gezeigt. Hier ist die Lagerhülse 114 nicht auf ihrem gesamten Umfang mit den als Mikrolöcher ausgebildeten Radialbohrungen 140 versehen, sondern nur in einem Umfangsabschnitt von etwa 170°. Diese gasgelagerte Anordnung mit der Lagerhülse 114 ist als Umlenklager für eine auf dem Gaspolster über der Lagerfläche 114 ' um den inneren Lagerkörper 101 herum geführte Materialbahn 4 ausgestaltet, wobei die Materialbahn 4 in Pfeilrichtung um den feststehenden Lagerkörper 101 herumläuft.FIG. 4 shows a modified embodiment of the first arrangement similar to FIG. 2. Here, the bearing sleeve 114 is not provided on its entire circumference with the trained as micro holes radial bores 140, but only in a peripheral portion of about 170 °. This gas-bearing arrangement with the bearing sleeve 114 is designed as a deflection bearing for a guided on the gas cushion over the bearing surface 114 'to the inner bearing body 101 around material web 4, wherein the material web 4 in the arrow direction around the fixed bearing body 101 runs around.
Eine Abwandlung eines feststehenden Lagerkörpers 201 ist in Fig. 5 dargestellt. Dort ist der Lagerkörper 201 aus einem als Tragbalken ausgebildeten Tragkörper 210 gebildet. Der Tragkörper 210 ist in einem Abschnitt mit einer im Querschnitt bogenförmig oder gekrümmt ausgebildeten Lagerschale 214 versehen, die mit dem Lagerkörper 210 luftdicht verbunden, beispielsweise verklebt, ist. Die Lagerschale 214 besitzt eine ebenfalls gekrümmt verlaufende Lagerfläche 214', über welche eine Materialbahn 204 umläuft. Die Materialbahn 204 bewegt sich in Pfeilrichtung relativ zu dem stationären Lagerkörper 210, wobei das aus den in der Lagerschale 214 vorgesehenen Mikrolöchern 240 ausströmende Druckgas die Materialbahn 204 trägt.A modification of a fixed bearing body 201 is shown in FIG. There, the bearing body 201 is formed from a supporting body 210 designed as a support beam. The support body 210 is provided in a portion with an arcuate or curved in cross section formed bearing shell 214 which is connected to the bearing body 210 airtight, for example glued, is. The bearing shell 214 has a likewise curved bearing surface 214 ', over which a material web 204 rotates. The material web 204 moves in the direction of the arrow relative to the stationary bearing body 210, wherein the compressed gas flowing out of the microholes 240 provided in the bearing shell 214 carries the material web 204.
Der Tragkörper 210 ist analog zum Tragkörper 10 mit einer in Axialrichtung verlaufenden Druckgas-Versorgungsbohrung 211 und von dieser Druckgasbohrung 211 ausgehenden
Radialbohrungen 224 versehen, die jeweils in einen nutenartigen Druckgasraum 220 münden, in welchen auch die Mikrolöcher 240 münden.The support body 210 is analogous to the support body 10 with a pressure gas supply bore 211 extending in the axial direction and outgoing from this pressure gas bore 211 Provided radial bores 224, which each open into a groove-like compressed gas chamber 220, in which open the micro holes 240.
In den Beispielen der Fig. 6 und 7 ist der jeweils innere Körper 301, 401 als Rotationskörper ausgebildet, während der jeweilige äußere Körper 303, 403 bezüglich der Rotationsbewegung stationär, also ortsfest, angeordnet ist. Die Zufuhr des Druckgases zur Beaufschlagung der im jeweiligen inneren Körper 301, 401 vorgesehenenIn the examples of FIGS. 6 and 7, the respective inner body 301, 401 is designed as a rotational body, while the respective outer body 303, 403 is stationary, ie stationary, with respect to the rotational movement. The supply of the pressurized gas for acting in the respective inner body 301, 401 provided
Gasversorgungsstruktur zur Beaufschlagung der jeweiligen Druckgaspolster zwischen den einander gegenübergelegenen Lagerflächen 313' und 314' beziehungsweise 413' und 414 ' erfolgt von außen durch einen Gaszuführkanal 340 beziehungsweise 440, der jeweils im äußeren Körper 303 beziehungsweise 403 vorgesehen ist.Gas supply structure for loading the respective compressed gas cushion between the opposing bearing surfaces 313 'and 314' or 413 'and 414' takes place from the outside through a gas supply channel 340 and 440, which is provided in the outer body 303 and 403, respectively.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der der äußere Körper 303 in seiner dem inneren Körper 301 gegenüber gelegenen Lagerfläche 313 ' mit einer Innenumfangsnut 342 versehen ist. In die Innenumfangsnut 342 mündet der Gaszuführkanal 340. Der Innenumfangsnut 342 gegenüber gelegen ist zumindest eine Gaseintrittsbohrung 311' in der Lagerfläche 314' des inneren Körpers 301 vorgesehen, die mit der im Tragkörper 310 des inneren Körpers 301 ausgebildeten GasversorgungsStruktur 311 verbunden ist. Auf diese Weise kann das von einer Druckgasquelle über den Gaszuführkanal 340 in die Innenumfangsnut 342 eingeleitete Druckgas durch die Gaseintrittsbohrung 311 ' in die Gasversorgungsstruktur 311 des inneren Körpers 301 eintreten und wird von dort zu den in der Lagerhülse 314 vorgesehenen Mikrolöchern 350, 351, 352, 353 geleitet, durch welche es in den Lagerspalt 330 eintritt, um dort das Druckgaspolster für die Lagerung zu erzeugen.FIG. 6 shows an embodiment in which the outer body 303 is provided with an inner peripheral groove 342 in its bearing surface 313 'facing the inner body 301. Into the inner peripheral groove 342, the gas supply passage 340 opens. Opposite the inner circumferential groove 342, there is provided at least one gas entrance hole 311 'in the bearing surface 314' of the inner body 301, which is connected to the gas supply structure 311 formed in the support body 310 of the inner body 301. In this way, the compressed gas introduced into the inner circumferential groove 342 from a compressed gas source via the gas supply passage 340 can enter the gas supply structure 311 of the inner body 301 through the gas inlet bore 311 'and from there to the microholes 350, 351, 352 provided in the bearing sleeve 314. 353 passed, through which it enters the bearing gap 330 to produce there the compressed gas cushion for storage.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die umlaufende Nut nicht im Innenumfang der Lagerfläche 413 ' des äußeren Körpers
403 vorgesehen, sondern als Außenumfangsnut 442 in der Lagerfläche 414' des inneren Körpers 401. Der Gaszuführkanal 440 mündet in die Lagerfläche 413 ' des äußeren Körpers 403 in einem Abschnitt, der der Außenumfangsnut 442 gegenüberliegt. Die Gaseintrittsbohrung 411' mündet in die Außenumfangsnut 442 des inneren Körpers 401 und ist ebenfalls mit der im Tragkörper 410 des inneren Körpers 401 vorgesehenen Gasversorgungsstruktur 411 verbunden. Auch bei dieser Ausführungsform fließt das Druckgas von der Druckgasquelle durch den Gaszuführkanal 440 in die Außenumfangsnut 442 und von dort durch die Gaseintrittsbohrung 411' in die Gasversorgungsstruktur 411 und tritt von dort durch die in der Lagerhülse 414 vorgesehenen Mikrolöcher 450, 451, 452, 453 in den Lagerspalt 430 aus, wo es das Druckgaspolster für die Lagerung bildet.In the embodiment of Fig. 7, the circumferential groove is not in the inner periphery of the bearing surface 413 'of the outer body 403, but as the outer circumferential groove 442 in the bearing surface 414 'of the inner body 401. The gas supply passage 440 opens into the bearing surface 413' of the outer body 403 in a portion facing the outer circumferential groove 442. The gas inlet bore 411 'opens into the outer circumferential groove 442 of the inner body 401 and is also connected to the gas supply structure 411 provided in the supporting body 410 of the inner body 401. Also in this embodiment, the compressed gas flows from the compressed gas source through the Gaszuführkanal 440 in the Außenumfangsnut 442 and from there through the gas inlet bore 411 'in the gas supply structure 411 and from there through the provided in the bearing sleeve 414 micro holes 450, 451, 452, 453 in the bearing gap 430, where it forms the compressed gas cushion for storage.
Sowohl in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 als auch in der Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind die Innenumfangsnut 342 beziehungsweise die Außenumfangsnut 442 im Bereich der Mitte der Axialerstreckung L der einander gegenübergelegenen jeweiligen Lagerflächen 313', 314' beziehungsweise 413', 414' angeordnet. Das Verhältnis zwischen der Dicke d des jeweiligen Lagerspalts zum jeweiligen Abstand zwischen der Innenumfangsnut 342 beziehungsweise der Außenumfangsnut 442 und dem jeweiligen axialen äußeren Ende der jeweiligen gemeinsamen Lagerflächen ist dabei so bemessen, daß der Strömungswiderstand von der jeweiligen Nut 342, 442 direkt durch den jeweiligen Lagerspalt 330, 430 nach außen größer ist als der Strömungswiderstand durch die jeweilige Gasversorgungsstruktur 311, 411 und die mit dieser verbundenen Mikrolöcher und in achsparalleler Richtung nach außen, so daß gewährleistet ist, daß das in die Innenumfangsnut 342 beziehungsweise Außenumfangsnut 442 eingeleitete Druckgas nicht unmittelbar durch den jeweiligen Lagerspalt 330, 430 entweicht, sondern durch die jeweilige
Gasversorgungsstruktur 311, 411 und die zugeordneten Mikrolöcher in den Lagerspalt eingeleitet wird.In both the embodiment according to FIG. 6 and in the embodiment according to FIG. 7, the inner circumferential groove 342 and the outer circumferential groove 442 are arranged in the region of the center of the axial extension L of the mutually opposite respective bearing surfaces 313 ', 314' or 413 ', 414'. The ratio between the thickness d of the respective bearing gap to the respective distance between the Innenumfangsnut 342 and the Außenumfangsnut 442 and the respective axial outer end of the respective common bearing surfaces is dimensioned so that the flow resistance of the respective groove 342, 442 directly through the respective bearing gap 330, 430 to the outside is greater than the flow resistance through the respective gas supply structure 311, 411 and the microholes connected thereto and outwardly in the axis-parallel direction, so as to ensure that the introduced into the Innenumfangsnut 342 and Außenumfangsnut 442 pressurized gas is not directly through the respective bearing gap 330, 430 escapes, but by the respective Gas supply structure 311, 411 and the associated microholes is introduced into the bearing gap.
Die Materialbahnen, die in den Figuren 4 und 5 gezeigt sind, können beispielsweise Papierbahnen oder Folienbahnen aus Kunststoff oder Metall, beispielsweise Aluminium, sein.The material webs shown in FIGS. 4 and 5 can be, for example, paper webs or film webs made of plastic or metal, for example aluminum.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, die lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dienen. Im Rahmen desThe invention is not limited to the above embodiments, which are merely for the general explanation of the essence of the invention. As part of the
Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen. Auch ist es grundsätzlich möglich, auch bei ebenen Lagerflächen die Mikrolöcher von der Seite der Lagerfläche aus in den entsprechenden Lagerkörper einzubringen.Scope of protection, the device of the invention may assume other than the above-described embodiments. In this case, the device may in particular have features that represent a combination of the respective individual features of the claims. It is also fundamentally possible, even with flat bearing surfaces, to introduce the microholes from the side of the bearing surface into the corresponding bearing body.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
Reference signs in the claims, the description and the drawings are only for the better understanding of the invention and are not intended to limit the scope.