DE102018001943A1 - Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen - Google Patents
Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018001943A1 DE102018001943A1 DE102018001943.9A DE102018001943A DE102018001943A1 DE 102018001943 A1 DE102018001943 A1 DE 102018001943A1 DE 102018001943 A DE102018001943 A DE 102018001943A DE 102018001943 A1 DE102018001943 A1 DE 102018001943A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sleeve
- housing
- flow regulator
- wall
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
- F16C32/064—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
- F16C32/0644—Details of devices to control the supply of liquids to the bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/02—Sliding-contact bearings
- F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Der Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen, mit einem Gehäuse mit einer Bohrung mit kreiszylindrischer Innenwand, mit einer Einlassöffnung für mit einem Pumpendruck zugeführte Flüssigkeit und mit einer mit wenigstens einer Lagertasche in Verbindung stehenden Auslassöffnung für die Flüssigkeit mit verringertem Druck, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse dicht an der Innenwand anliegend in das Gehäuse eingesetzt ist, dass die Hülse eine elastische Umfangswand und eine Bodenwand enthält, und dass die Hülse außen in der Umfangswand einen nach außen offenen Strömungskanal enthält, der an einem Ende einen zum Inneren der Hülse hin offenen Einlass und am anderen Ende einen zur Unterseite des Bodens hin offenen Auslass enthält, der mit der Auslassöffnung des Gehäuses in Verbindung steht.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Durchflussmengenregler zum Regeln der Spalthöhe von hydrostatischen Lagertaschen insbesondere mit Mikrospalten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Hydrostatische Lagerungen treten beispielsweise bei Werkzeugmaschinen auf, bei denen die verschiedenen Schlitten auf sogenannten Hydrostatiktaschen gelagert sind. Wenn die Belastung der Hydrostatiktaschen zunimmt, verringert sich ihre Spalthöhe, wodurch Verlagerungen der Schlitten auftreten können. Dies ist insbesondere bei Präzisionsbearbeitungsmaschinen, wie Präzisionsfräsmaschinen und Präzisionsbohrmaschinen, äußerst unerwünscht, da dies die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen würde.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen insbesondere mit Mikrospalten anzugeben, der einer Spalthöhenänderungen und damit einer Verlagerung der beispielsweise auf Schlitten gelagerten Teile so entgegenwirkt, dass eine Änderung der Spalthöhe aufgrund einer Druckänderung in der Hydrostatiktasche weitestgehend vermieden wird. Dabei soll der Spalthöhenregler einen einfachen Aufbau haben.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Die Erfindung sieht vor, dass der Durchflussmengenregler ein Gehäuse mit einer Bohrung mit kreiszylindrischer Innenwand aufweist, das an einem Ende eine Einlassöffnung für ein Druckfluid, vorzugsweise eine Flüssigkeit, hat, das von einer Fluidquelle zugeführt wird, und das an dem anderen Ende eine Auslassöffnung für das Druckfluid aufweist, das mit verringertem Druck, dem sogenannten Taschendruck, mindestens einer Lagertasche zugeführt wird. In das Gehäuse ist eine Hülse dicht an dessen Innenwand anliegend eingepasst, die eine elastische Umfangswand und eine im wesentlichen starre Bodenwand enthält. Da die Umfangswand und die Bodenwand zweckmäßigerweise einstückig aus demselben Material hergestellt sind, wird dies dadurch erreicht, dass die elastische Umfangswand dünner ist als die starre Bodenwand.
- Weiter sieht die Erfindung vor, dass die Hülse außen in der Umfangswand einen nach außen hin offenen Strömungskanal bzw. eine Wendelnut enthält, der bzw. die im Bereich der Einlassöffnung des Druckfluids einen zum Inneren der Hülse offenen Einlass und am bodenseitigen Ende einen zur Unterseite des Bodens hin offenen Auslass enthält, Hierzu wird in näheren Einzelheiten vorgeschlagen, dass an der Unterseite des Bodens an dessen Rand ein umlaufender Bereich weg geschnitten ist, in den der Strömungskanal einmündet, und dass mit dem durch die Innenwand des Gehäuses begrenzten Ringraum radiale Nuten in der Unterseite des Bodens verbunden sind. Diese vorzugsweise kreuzförmig verlaufenden Nuten treffen sich in der Mitte des Bodens, der mit seinen übrigen Flächen dicht am Boden der Bohrung des Gehäuses anliegt. Bei dieser Ausbildung fließt das aus dem Strömungskanal austretende Druckfluid in den äußeren Ringraum und von dort durch die radialen Nuten zur Mitte des Bodens, in die der Auslasskanal des Gehäuses einmündet. Der Auslasskanal des Gehäuses ist über eine Leitung mit einer zugehörigen Lagertasche (oder mit mehreren Lagertaschen) verbunden.
- Der Strömungskanal hat in der dünnwandigen und hierdurch elastischen zylindrischen Hülse einen sehr kleinen, Kapillar-ähnlichen Querschnitt, der für die durchfließende Fluidströmung einen Widerstand bildet, so dass der am Einlass der Hülse herrschende Pumpendruck stetig bis zu dem Auslass des Strömungskanals abnimmt. Das Druckfluid tritt mit dem Taschendruck aus dem Gehäuse aus.
- Bei diesem Vorgang herrscht im Inneren der Hülse der Pumpendruck, mit dem das Fluid in das Gehäuse eingeführt wird. Mit diesem Pumpendruck wird die Hülse an die zylindrische Innenwand der Bohrung des Gehäuses angedrückt.
- Wenn aufgrund einer Belastungsänderung der Taschendruck ansteigt, steigt auch der Druck in dem Strömungskanal. Da insbesondere der Boden des Strömungskanals elastisch ist, erhöht sich hierdurch der Querschnitt des Strömungskanals, der durch den im Innenraum der Hülse herrschenden Druck zusammen gepresst wird. Durch die Aufweitung des Strömungskanals infolge eines erhöhten Taschendrucks und damit erhöhten Innendrucks in dem Strömungskanal reduziert sich der Strömungswiderstand, so dass eine Zunahme des Flüssigkeitsstromes durch den Strömungskanal erfolgt, so dass der in die hydrostatische Lagertasche fließende Fluidstrom vergrößert und damit die ursprüngliche Spalthöhe beibehalten oder wieder hergestellt wird. Dies bedeutet, dass die Spalthöhe der Lagertaschen stabilisiert ist, so dass praktisch keine störenden Verlagerungen auftreten, die die Bearbeitungsgenauigkeit der zugehörigen Werkzeugmaschine beeinträchtigen könnte.
- Der umgekehrte Effekt tritt ein, wenn die Belastung der Lagertaschen abnimmt, wodurch dann bei verringertem Druck in der Lagertasche und damit in der Wendelnut deren freier Querschnitt abnimmt und der fließende Fluidstrom entsprechend verkleinert wird.
- Der Strömungskanal kann z.B. geradlinig, schrauben- oder mäanderförmig am Außenumfang der Hülse verlaufen und sich dabei insgesamt um einen Teil des Umfangs oder aber ein oder mehrmals um den gesamten Umfang der Hülse erstrecken. Der Strömungskanal hat bevorzugt die Querschnittsform eines flachen Kreisabschnitts, wobei aber auch z.B. ein anders gekrümmter oder rechteckiger oder stufenförmiger Verlauf der Nutwand möglich ist. Die Größe des Gehäuses des Durchflussmengenreglers, seiner Hülse und die Abmessungen und der Verlauf des Strömungskanals hängen von dem jeweiligen Anwendungsfall und dessen Anforderungen ab.
- Als geeignete Materialien der Hülse kommen Metalle wie beispielsweise Titan, Neusilber oder Edelstahl sowie Metall-ähnliche Kunststoffe wie PEEK, PI (Vespel ®) in Betracht.
- Der erfindungsgemäße Spalthöhenregler ist einfach herzustellen, da er neben dem mit zwei Bohrungen versehenen starren Gehäuse praktisch nur ein weiteres Bauteil enthält, nämlich die mit den Nuten versehene Hülse. Dieses Bauteil kann auf einfache Weise mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, beispielsweise durch 3-achsiges Fräsen. Somit ist der erfindungsgemäße Durchflussmengenregler mit sehr geringen Fertigungstoleranzen und geringen Kosten herstellbar.
- In einer Ausführungsform hat die Hülse eine Höhe von ca. 13 mm bei einem Durchmesser von ca. 10 mm. Die Wandstärke ihrer Umfangswand beträgt dann, wenn sie aus PEEK, PI hergestellt ist, etwa 0,9 mm, während die Wandstärke in Falle von Titan etwa 0,3 bis 0,5 mm beträgt. Die Nut hat eine Tiefe von 27 µm und eine Breite von 4,3 mm. Mit diesen Abmessungen ist der Durchflussmengenregler für kleine Förderströme und damit für hydrostatische Lagertaschen mit Mikrospalten bestens geeignet, wobei der Spalthöhenregler aufgrund seiner kleinen Baugröße nahe bei den Lagertaschen angeordnet werden kann. Die Mikrospalten können eine Spalthöhe von 3 bis 10 µm haben.
- Als Druckflüssigkeit kann außer Öl, Ethanol oder Petroleum auch Wasser verwendet werden, wozu der erfindungsgemäße Regler bestens geeignet ist. Als Druckmedium kommt bei anderen Anwendungen als bei Präzisionsbearbeitungsmaschinen auch Gas in Betracht.
- Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen auf weitgehend schematische Weise:
-
1 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform des Spalthöhenreglers; -
2 einen Schnitt A-A durch den Spalthöhenregler der1 ; -
3 eine Seitenansicht der Hülse des Spalthöhenreglers und -
4 eine Ansicht der Hülse von unten. - Der in den Figuren dargestellte Durchflussmengenregler
1 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, einem starren Gehäuse2 und einer Hülse3 . Das starre Gehäuse2 enthält eine kreiszylindrische Bohrung4 , in die die ebenfalls kreiszylindrische Hülse3 so eingepasst ist, dass sie mit ihrer Umfangswand5 an der Innenwand der Bohrung4 und mit ihrer Bodenwand6 am Boden7 der Bohrung4 anliegt. - In der Außenseite der Umfangswand
5 ist ein Strömungskanal in Form einer Wendelnut8 ausgebildet, die querschnittlich eine flache Bogenform hat. Am oberen Ende der Wendelnut8 läuft das Medium über eine äußere ringförmige Fase9 in die Wendelnut8 ein. Anstelle der Fase kann eine Bohrung durch die Wand der Hülse3 führen, die den Innenraum der Hülse3 in der Nähe des Einlaufs10 der Pumpenseite des Gehäuses2 mit der Wendelnut8 verbindet. Durch diese Bohrung9 strömt das von einer nicht dargestellten Pumpe zugeführte Druckfluid mit Pumpendruck in die Wendelnut8 . - Die Umfangswand
5 der Hülse3 ist so dünn, dass sie elastisch ist, so dass die Querschnittsfläche der Wendelnut8 in Abhängigkeit von dem im Inneren der Hülse3 herrschenden Pumpendruck und dem in der Wendelnut8 herrschenden Druck veränderlich ist. Der Pumpendruck ist stets größer als der in der Wendelnut herrschende Druck, so dass der Nutboden der Wendelnut8 zur Innenwand der Bohrung4 hin mehr oder weniger durchgebogen ist. - Der Boden
6 der Hülse3 ist erheblich dicker als die Umfangswand5 und damit im wesentlichen starr. - Die Wendelnut
8 mündet im Bereich des Bodens6 in einen außen am Boden6 umlaufenden Ringkanal (bzw. Ringnut)11 , der mit zur Mitte des Bodens führenden radialen Nuten12 in Verbindung steht. Durch diesen Ringkanal11 und die vier sich kreuzenden radialen Nuten12 fließt das Druckfluid mit durch den Widerstand der Wendelnut8 verringertem Taschendruck durch einen mit der Mitte des Bodens6 fluchtenden Auslasskanal13 aus dem Gehäuse1 aus und von dort in die zugehörige Lagertasche. - Wenn die Belastung der Lagertasche steigt, erhöht sich der Taschendruck und damit auch der Innendruck in der Wendelnut
8 . Dies führt dazu, dass sich der Querschnitt der Wendelnut8 vergrößert, so dass ein größerer Förderstrom des Druckfluids (bei unverändertem Pumpendruck) in die Lagertasche fließt, so dass die Spalthöhe stabilisiert ist.
Claims (10)
- Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen, mit einem Gehäuse (2) mit einer Bohrung (4) mit kreiszylindrischer Innenwand, mit einer Einlassöffnung (10) für mit einem Pumpendruck zugeführte Flüssigkeit und mit einer mit wenigstens einer Lagertasche in Verbindung stehenden Auslassöffnung (13) für die Flüssigkeit mit verringertem Druck, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (3) dicht an der Innenwand anliegend in das Gehäuse (2) eingesetzt ist, dass die Hülse (3) eine elastische Umfangswand (5) und eine Bodenwand (6) enthält, und dass die Hülse (3) außen in der Umfangswand einen nach außen offenen Strömungskanal (8) enthält, der an einem Ende einen zum Inneren der Hülse hin offenen Einlass (9) und am anderen Ende einen zur Unterseite des Bodens hin offenen Auslass enthält, der mit der Auslassöffnung (13) des Gehäuses (2) in Verbindung steht.
- Durchflussmengenregler nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenwand (6) der Hülse (3) dicker ist als die Umfangswand (5). - Durchflussmengenregler nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (3) aus Metall oder einem Kunststoff mit Metall-ähnlichen Eigenschaften besteht. - Durchflussmengenregler nach den
Ansprüchen 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (8) die Querschnittsform eines flachen Kreisabschnitts hat. - Durchflussmengenregler nach den
Ansprüchen 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenwand (6) der Hülse (3) am Rand eine umlaufende Nut (11) enthält, in die der Auslass des Strömungskanals (8) einmündet. - Durchflussmengenregler nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Nut (11) mit zur Mitte des Bodens verlaufenden radialen Nuten (12) verbunden ist. - Durchflussmengenregler nach den
Ansprüchen 1 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (6) der Hülse (3) am Boden (7) der Bohrung (4) des Gehäuses (2) anliegt. - Durchflussmengenregler nach den
Ansprüchen 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslasskanal (13) durch den Boden des Gehäuses (2) mit der Mitte des Bodens (6) der Hülse (3) fluchtet. - Durchflussmengenregler nach den
Ansprüchen 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse 10 bis 50 mm, vorzugsweise 10 bis 20 mm hoch ist. - Durchflussmengenregler nach den
Ansprüchen 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Wasser ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018001943.9A DE102018001943B4 (de) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Präzisionsbearbeitungsmaschine mit Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018001943.9A DE102018001943B4 (de) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Präzisionsbearbeitungsmaschine mit Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018001943A1 true DE102018001943A1 (de) | 2019-09-12 |
DE102018001943B4 DE102018001943B4 (de) | 2020-09-17 |
Family
ID=67701506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018001943.9A Active DE102018001943B4 (de) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Präzisionsbearbeitungsmaschine mit Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018001943B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112762093A (zh) * | 2019-11-04 | 2021-05-07 | 上银科技股份有限公司 | 节流器及使用其的液静压线性滑轨 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2120827A1 (de) * | 1970-05-26 | 1971-12-02 | Ab Gustavsbergs Fabriker, Gustavsberg (Schweden) | Vorrichtung zum Konstanthalten des Flüssigkeitsstromes in einer Leitung |
DE102008019371A1 (de) * | 2007-04-18 | 2008-10-23 | Inspire AG für mechatronische Produktionssysteme | Fluidstatisches Führungselement und Führungsschlitten |
-
2018
- 2018-03-12 DE DE102018001943.9A patent/DE102018001943B4/de active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2120827A1 (de) * | 1970-05-26 | 1971-12-02 | Ab Gustavsbergs Fabriker, Gustavsberg (Schweden) | Vorrichtung zum Konstanthalten des Flüssigkeitsstromes in einer Leitung |
DE102008019371A1 (de) * | 2007-04-18 | 2008-10-23 | Inspire AG für mechatronische Produktionssysteme | Fluidstatisches Führungselement und Führungsschlitten |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112762093A (zh) * | 2019-11-04 | 2021-05-07 | 上银科技股份有限公司 | 节流器及使用其的液静压线性滑轨 |
CN112762093B (zh) * | 2019-11-04 | 2022-07-15 | 上银科技股份有限公司 | 节流器及使用其的液静压线性滑轨 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102018001943B4 (de) | 2020-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2357373B1 (de) | Dichtung für eine hydrostatische Linearführung | |
DE102011050021B4 (de) | Selbstkompensierendes hydrostatisches Gleitlager | |
DE1944942A1 (de) | Schraubenverdichter und Verfahren zu seiner Verwendung | |
EP2547925B1 (de) | Gleitlagerschale | |
EP3483448B1 (de) | Vakuumpumpe mit ballastgasventil | |
DE102019100158A1 (de) | Gerotorpumpe mit radialer Spaltkompensation | |
DE19737781A1 (de) | Regler zur Regelung eines mindestens einer Hydrostatik- oder Aerostatiktasche einer Lagerung, Gewindespindelmutter, oder einer Führung zugeführten Medienstromes | |
DE102018001943A1 (de) | Durchflussmengenregler für hydrostatische Lagertaschen | |
DE3130760A1 (de) | Dichtungsanordnung | |
DE2125348A1 (de) | Druckabgeglichene Servolenkungspumpe | |
WO2015035987A1 (de) | Käfig für ein wälzlager und zugehöriges wälzlager | |
AT510444A4 (de) | Einrichtung zur kurbelwinkelaufgelösten vermessung | |
DE2515229A1 (de) | Pumpe, z.b. kolbenpumpe fuer hydraulische duesenwebstuehle, pumpe mit rotationsteilen zur foerderung von fluessigkeiten und dergleichen | |
EP2811185B1 (de) | Bundbuchse | |
DE102015209637A1 (de) | Walzenanordnung | |
DE4126897A1 (de) | Hydraulisches klemmsystem | |
DE202013105650U1 (de) | Kolbenpumpe | |
DE102008008855A1 (de) | Lageranordnung | |
DE102012203724A1 (de) | Kraftstofffördereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Überströmventil sowie Überströmventil | |
EP1690000B1 (de) | Injektor | |
DE202016100946U1 (de) | Ventilsitz für einen Kugelventil | |
DE102013110409A1 (de) | Hydrodynamisches Gleitlager | |
DE10017669A1 (de) | Gasgeschmierte Gleitringdichtung | |
WO2017174622A1 (de) | Hochdruck-rotordüse | |
WO2016119787A1 (de) | Gleitlageranordnung für eine mit einer umlaufenden radialkraft belasteten welle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |