DE2264828C3

DE2264828C3 - Hydro- oder pneumostatisches Lager

Info

Publication number: DE2264828C3
Application number: DE2264828A
Authority: DE
Inventors: Harry Arendt Raleigh N.C. Mackie; John William Birmingham Mich. Neumann
Original assignee: Omf Holding Of California Inc Warren Mich (vsta)
Current assignee: Omf Holding Of California Inc Warren Mich (vsta)
Priority date: 1971-03-17
Filing date: 1972-03-11
Publication date: 1980-09-18
Also published as: US3782791A; SE366269B; GB1386373A; FR2130435B1; JPS5433034B1; CA967501A; DE2264827A1; AT324934B; BR7201525D0; IT960770B; DE2264828B2; DE2211913A1; DE2211913C3; AU4009872A; DE2264827B2; ES400883A1; DE2211913B2; AR197672A1; DE2264827C3; AU455318B2

Description

Das Haupipalcnl betrifft ein hydro- oder pnciimosialisches Lager mit von Druckmittel durchsirömieni Lagerspalt, mit wenigstens einer Aussparung in einer der l.agcrflächcn und tangentialer Druckmittelzufuhr in die Aussparung, wobei die Aussparung als Wirbelkammer mit tangeniialer Druckmillclzufuhi durch die Kammerwand neben dem Kammerboden ausgebildet ist.

Das im llauptpatcnt beschriebene Lager dient zum rcibungsiirmen berührungsfreien Lagern von Gegenständen und hai den Vorteil, daß das Lager an ',einem Ort nicht nur abstoßende, sondern auch anziehende Kräfte auf den Gegenstand ausübt, so daß die Lage des Gegenstandes von einem dynamischen Kräftegleichgewicht bestimmt ist und weniger von äußeren Einflüssen, beispielsweise Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Gegenstandes, beeinflußbar ist.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus,

das im Hauptpatent beschriebene Lager auch zum Bewegen und Fördern von Gegenständen einzurichten.

in Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelösi mit einem Lager nach dem Hauptpatem, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Lager eine Vielzahl von in einer Fördcrrichtung hintereinander angeordneten Wirbelkammer!) aufweist, und daß eine Druckmittelströmung auf zu fördernde Gegenstände in der F'örderrichtung einwirkt.

Somit kann ein Gegenstand unter dem Einfluß der

fördernden Druckmittelströmung bewegt und/oder wciterbefördert werden; er bleibt dabei dank der Anordnung der weiteren Wirbelkummern in der beschriebenen vorteilhaften Weise gelagert.

Es ist zwar an sich bekannt, auf Gaspolstern gelagerte Gegenstände durch Druckmiitclsiröme auch in einer Förderrichtung anzutreiben (DE-PS 12 63 608. GIi-PS Il 61 5%, DE-AS 10 99 838), wobei auch der gesamte tragende Druckmitielstrom zum Antrieb beilragen kann (CH-PS 3 53 942). doch handelt es sich dabei nicht um die beschriebenen besonders vorteilhaften Wirbelkammcr-Lager.

ίο Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. I ein Lager in Seitenansicht.

I ig. 2 einen Schnitt durch das Lager nach I"ig. I entlang der Linie 2-2,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Lager nach F ig. I.

F ig.4 eine perspektivisch:: Teildarsiellung einer anderen Ausführungsform eines Lager.

Fig. 5 eine Anwendungsmöglichkeil des erfindungsgemäßen Lagers.

Fig. 6 eine andere Anwcndungsmoglichkcil des erfindungsgemäßen Lagers.

Fig. 7 eine Lagerung mit zwei im Schnitt dargestellten erfindungsgemäßen Lagern.

F ig. 8 eine Lagerung mit drei im Schnitt dargestellten crfindungsgemiilk'n Lagern.

F ig. 9 eine weitere Anwendungsmöglichkeil erfindiingsgemäßer Lager.

Fig. 10 einen Hnrizonlalschnilt nach der Linie 29-29 der F i g. 9.

Fig. 11 einen Veriikalschniti nach der Linie 30- JO der F i g. 9.

Fig. 12 eine Teildraiifsichl auf ein crfindungsgcmäßes Lager.

Fig. IJ einen Veriikalschniti durch das Lager nach F i g. 3 und

I"ig. 14 einen Verlikalschniii durch t.\cn dem Lager nach F i g. 2 ähnliches erfindungsgemäßcs I .;iger.

Die Fig. 1—3 zeigen ein schicnenformiges Lager 10

W) mit einer Vielzahl von in einer Fördcrrichiung 11 (fig. I) hintereinander mit Abständen angeordneten Wirbclkammcrn 12. I);is Lager IO weisi eine Platte 14 mil konkaven l.agerflächen 16 auf. die in ihrer Form dem Umfang eines zu lagernden Gegenstandes 18.

b5 beispielsweise eines Hchälicrs. entspricht. Die Platte 14 ist auf einem Verteilerabschnilt 20 fest angeordnet, der mit einer Sammelkammcr 22 versehen ist. von der aus unter Druck stehendes Gas jeder Wirbelkammer 12

/»geführt wird. Die Sammelkammer 22 ist beliebig mit einer Driickgasquelle, /.. B. einer Drueklufiquelle, verbunden, und zwar über eine Leitung 24, die in Fig.2 gezeigt ist.

Wie am besten aus den Fig.2—4 ersichtlich, steht ■> jede ein/eine Wirbelkammer 12 in Verbindung mit der Sammelkammer 22, und zwar mittels vierer senkrechter Kanäle 25, die jeweils mit einer von vier tangential gerichteten Düsen 26 in Verbindung stehen, wodurch das unter Druck stehende Gas im Bodenbereich der in Wirbelkammer 12 eintritt und sich schraubenförmig nach aul3en bewegt, wo es mit der Oberfläche des Gegenstands 18 in Berührung kommt, der sieh dann im Abstand zu der konkaven Lagerfläche 16 befindet. Die Kanüle 25 sind mit Bezug auf den Druck und das Volumen der Luft in der Sanimelkammer 22 so bemessen, daß der Luftstrom in jeder Wirbelkammer 12 weitgehend unabhängig ist von Veränderungen der Durchflußmengen benachbarter Wirbelkammern. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das in Form eines Wirbclstroms aus jeder der Wirbelkammern 12 austretende Gas ein Guskissen in dem l.agerspalt 28 zwischen dem Gegenstand 18 und der konkaven Lagerfläche 16.

Infolge der Anordnung von vier Düsen 26 mit >·-, gleichen Umfangsabständen wird ein weilgehend gleichförmiger Gaswirbclstrom erzeugt, der keine Komponenten aufweist, die eine einseilige lineare Bewegung des Gegenstandes 18 verursachen könnten. Um den Gegenstand 18 in der Förderriehlung 11 jo anzutreiben ist eine Antriebsdüse JO vorgesehen, die so ausgerichtet ist. daß eine von ihr abgegebene Druckmitlelströmung auf den Gegenstand 18 irifft und ihn in Richtung des Pfeils II. d.h. im Sinne der Fig. I nach rechts, treibt. Die Antriebsdüse 30 kann aus der r, Gasquelle gespeist werden, die auch die Wirbelkammer 12 speist, und der Antrieb kann nach Wunsch kontinuierlich oder impiilsartig intermittierend erfolgen.

In ähnlicher Weise kann durch eine auf ilen Gegenstand 18 tangential einwirkende /weite Antriebs- 4» düse 32 eine Drehbewegung des Gegenstandes erzeugt werden. Die Antriebsdüsen werden über steuerbare Ventile 34 bzw. 35 gespeist, so dall die Antriebsleistung verändert werden kann.

Die l.agersehieneii 14 bestehen aus Abschnitten mit -r> Z-förmigen Fnden. die. bei 36 in F i g. J gezeigt, dazu dienen, eine genaue Ausrichtung einanJer benachbarter Abschnitte zu erreichen. Die Abschnitte sind gegossen oder stranggepreßl. Sie können mit dem Verteilerabschnitt 20 durch eine Reihe von Schrauben 38 mit in die w l.agerflächen 16 eingesenkten Köpfen verbunden werden. Die Lagerfläche kann daher auch eben, konvex oder anders j.eforml sein.

Die Wirbelkammcrn können auch andere als kreisförmige Querschnitte haben: im allgemeinen winl v, aber der kreisförmige Querschnitt bevorzugt.

Die hier beschriebene Lagerschiene 14 ist normalerweise stationär angeordnet, und die zu fördernden Gegenstände 18 bewegen sich auf ihr. Ls isl aber auch möglich, die Lagerschiene selbst an einem Körper zu m> befestigen, der seinerseits auf einem Luftkissen relativ zu einer Bodcnfläche bewegt werden kann.

Vorzugsweise wird als Strömungsmittel zum Lagern wie auch /um !'ordern Luft verwendet. Ls können aber natürlich auch andere Strömungsmittel verwendet h^r, werden, z. B. auch Flüssigkeiten oder Gemische wie Aerosole »der Gase mit suspendierten Feststoffteilchen. Derartige wahlweise vrr.vendbare .Strömungsmittel werden mit Vorteil eingesetzt, wenn die Wirbelkammern dazu benutzt werden, um gleichzeitig mit der Förderung und Lagerung auch eine Bearbeitung oder Behandlung der gelagerten Gegenstände zu bewirken. Derartige Bearbeitungen oder Behandlungen können in vorher festgelegten aufeinanderfolgenden Phasen durchgeführt werden, und zwar beispielsweise durch einen Wechsel in der Art der in bestimmten Abschnitten der Lagerschienen abgegebenen Strömungsmittel, so daß jeder einzelne Gegenstand auf seinem Weg entlang der Fördersehiene einer vorbeschriebenen Behandlung durch die verschiedenen Strömungsmittel unterworfen wird. Auf diese Weise können beispielsweise behältcrartige Gegenstände (18 in Fig. I) Wandlungsvorgängen verschiedenster Art unterworfen werden. Als Beispiele seien genannt Reinigung, Beizung, Herstellung von Umwandlungsüberzügen, Oberflächenüberzügen, elektrostatische oder galvanische Abscheidung von Überzügen. Erwärmen, Ausheizen, Trocknen, Kühlen. Absehrecken, Schmieren usw.

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsfornv bei der eine Antriebsdüse zum Fördern des Gegenstandes (8 in Form einer Ausnehmung 40 im oberen Rand der Wirbelkammer 12 vorgesehen ist. Diese Ausnehmung 40 wird aus dem in die Wirbelkammer eintretenden Gasstrom gespeist. |ede Unsymmetrie der in der Wirbelkammer bestehenden Wirbelströmung kann zum Erzeugen einer zum Fördern des Gegenstandes ausnutzbaren Antriebskraft herangezogen werden, gegebenenfalls auch in Kombination mit gesonderten Antriebsdüsen wie die in Fig. I und 2 gezeigten Anlriebsdüsen 30 und 32. Auf diese Weise kann man zusätzlich zu dem Anheben und Lagern des Gegenstandes noch weitgehend beliebige Bewegungen des Gegenstandes hervorrufen, insbesondere den Gegenstand beschleunigen, verzögern, drehen, linear antreiben, linear vor- und zurückschwingen lassen, ocier anhalten.

F i g. 5 zeigt einen Teil einer Lagerschiene 102. ;nif der eine Vielzahl von Gegenständen 104. in diesem Fall Behältern, beweglich gelagert ist. Diese Gegenstände werden in Richtung des Pfeils 105 der Fig. 3 um einen bogenförmigen Abschnitt herum wciiergcfördert. der etwa in einer Vertikalebene liegt. Um dabei die Gegenstände 104 sicher auf der l.agerschiene < J hallen, isl es im allgemeinen wünschenswert, die Wirbelkammern dort in geringeren Abständen zueinander anzuordnen, um sicherzustellen, daß immer genügend Wirbelkammern mit jedem der Gegenstände 104 in Wechselwirkung stehen, um den betreffenden Gegenstand sicher zu halten.

F i g. b zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der eine l.agerschiene 106 einen S-förmigen Abschnitt aufweist, über welchen Gegenstände 108 gefördert werden.

Fig. 7 zeigi ein Lager für einen zylindrischen Gegenstand 112. beispielsweise einen Behälter. Die Förderrichlung ist senkrecht zur Papierebene zu denken. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu einer l.agerschiene IIO eine zweite l.agerschiene ItI in einem diametral gegenüberliegenden Oberflächenbereich des Gegenstandes 112 vorgesehen, und diese zweite l.agerschiene 112 enthält ebenfalls eine Anordnung von in der Förderrichtung hitiiemviatider angeordneten Wirbelkammern und bildet eine zweite Lagerfläche für den Gegenstand 112.

I'i g. 8 zeigt eine .irr Fig. 7 ähnliche Anordnung, jedoch mit drei in gleichmäßigen Winkelabsländen, bezogen auf die Förderrichlung, um den gelagerten

Gegenstand 115 angeordneten Lagerschienen 114. von denen jede eine Anordnung von in der lörclerrichiiing hiniereiniinder ungeordneten Wirbelkiimmern iitifweisi.

l.nger der beschriebenen Art können «inch im wesentlichen Bestandteil eines Linearmotor* bilden. Pns ist in I·'ig. 9—11 erläutert. Das dort dargestellte Lager enthält zwei im wesentlichen flache einander gegenüberliegende Planen 118. die jeweils vier Wirbel kammern 120 aufweisen. Diesen wird unter Druck stehendes .Strömungsmittel, z. B. Luft, von Vorkammern 122 aus zugeführt. Die sich gegenüberliegenden Seilen der Platten 118 bilden gegenüberliegende l.agerfliichen für einen zu lagernden und zu fördernden band- oder plattenförmigen Gegenstand 124. Durch die beiderseitigen Wiibelkammern wird der Gegenstand im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden Platten 118 gehalten. Wie Γ i g. 10 zeigt, sind die in den Wirbelkaminern 120 angeordneten Düsen 126 so ausgerichtet, dall sich eine Aniriebskomponenie in Richtung des Pfeils 119 der I'ig. 10 ergibt. Demgemäß kann man eine kontinuierliche Bewegung des Bandes 124 in Richtung des Pfeils 119 hervorrufen, während das Band auf einem im wesentlichen reibungslosen Strönuingsmitielkissen gelagert ist. Das Band 124 kann endlos ausgeführt sein und über Rader laufen, um die lineare Bewegung des Bandes in eine Drehbewegung umzuwandeln.

I'ig. 12 und IJ erläutern eine Ausgestaltung, bei der mehrere Wiibelkammern IiO über eine verstellen e Drosseleinrichtung 140 mehr oder weniger weil gegen die Umgebung geöffnet werden können Durch ein /ufuhrrohr 16 tritt ein unter hohem Druck stehendes ' Treib -Strömungsmittel. z.B. Luft, in ein Verteilerrohr 134 ein: es wird von dort aus durch Injektor- Treibmittel anschlüsse IJ8 in winklig angeordnete Düsen 128 hinein abgegeben: die dadurch in den Dusen 128 verursachte Injckloi -Ansaugwirkung bewirkt d.is Ansaugen großer

ίο Mengen von Umgebiingsluft in die Düsen 128 und dadurch die Abgabe eines beträchtlichen Sironiungs mtltelstromes in die Wirbelkammern W). Die Hingehungsluft tritt, durch einen Spalt ein. der zwisclun einer verstellbaren Schiene 140 und ilen offenen äußeren > Luden der Wirbelkammern MO gebildet wird. Die Schienen 140 bilden den wesentlichen Ieil einer verstellbaren Drosseleinrichtung. Ls kann sonnt die Menge tier von den injektorartig wirkenden Düsen 128 angesaugten Umgebiingsluft verstellt werden.

-^>n I'ig. 14 zeigt eine Ausführtingsforni. bei der ein Gegenstand 142. /. B. ein Behälter, während seiner beweglichen Lagerung auf einem Abschnitt 144 einer Lagerschiene durch eine schneckenförmig hcriimgcw ik kelle Induktionsspule 14h erwärmt wc ilen kann, um

2^r> während des Weiterbeförderns eine Wärmebehandlung, einen Trocknungsvorgang oder dergleichen an dem Gegenstand 142 durchrühren /u können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Hydro- oder pneumostntisehcs Lager mit von Druckmittel durchströmten! Lagerspalt, mit wenigstens einer Aussparung in einer der Uagerfliichen und tangeniialer Druckmittelzufuhr in die Aussparung, wobei die Aussparung als Wirbelkammer mit tangentialer Druckmittelzufuhr durch die Kammerwand neben dem Kammerboden ausgebildet ist. nach Patent 22 Il 913, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager eine Vielzahl von in einer Förderrichtung hintereinander angeordneten Wirbclkammern (12) aufweist, und daß eine Druckmitielströmung auf zu fördernde Gegenstände in der Förderrichtung einwirkt.

2. Lager nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine Antriebsdrüsc (30; 40) zur Abgabe einer treibenden Druckmittclströmung auf den zu fördernden Gegenstand (18).

3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antricbsdüse (40) in dem der Lagerfläche (f6) benachbarten Rynd der Wirbelkammer (12) als Ausnehmung (40) vorgesehen ist.

4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lagern und Fördern von zylindrischen Gegenständen (18) die Wirbclkammern (12) in einer entsprechend gekrümmten Lagerfläche ausgebildet sind.

5. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine zweite Anordnung von in der Förderrichtung hintereinander angeordneten Wirbclkammcm (110, 114, 118) mit Winkclabstand — bezogen auf die Förderrichtung — zur ersten A.nordnung vorgesehen ist.

6. Lager nach Anspruch 5. dad. rch gekennzeichnet, daß die zweite Anordnung von Wirbelkammern der crst.cn diametral gegenüberliegt und in einer zweiten Lagerfläche vorgesehen ist (Fig. 7.9).

7. Lager nach einem der Ansprüche I —3 und 6. dadurch gekennzeichnet, dall zum Lagern und Fördern bandförmiger flacher Gegenstände wenigstens je zwei Wirbelkammern (120) in einer ebenen Lagerfläche in Fördcrrichiung hintereinander bzw. nebeneinander angeordnet sind (F i g. K)).

8. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammcrn (1.30) über eine verstellbare Drossclcinriehiung (140) mit der Atmosphäre verbindbar sind (F ig. 12).

9. Lager nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Drossclcinrichtiing (140) eine den Hoden der Wirbelkammer (130) mehr oder weniger verschließende verstellbare Schiene aufweist.