NL1025662C2 - Inrichting voor het realiseren van een gasverbinding. - Google Patents

Description

Inrichting voor het realiseren van een gasverbinding

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het realiseren van een gasverbinding met een verplaatsbaar object.

5

Indien een gastoevoer of gasafvoer is gewenst in een verplaatsbaar object, zoals bijvoorbeeld een slede, wordt dit verplaatsbare object gebruikelijk onder tussenkomst van één of meerdere flexibele leidingen of slangen verbonden met de vaste wereld. Door de slangen kan het gas worden toegevoerd respectievelijk worden afgezogen met 10 daartoe geëigende middelen die zijn verbonden met de vaste wereld. Dergelijke constructies worden op grote schaal toegepast. Bij toepassing van verplaatsbare objecten in omstandigheden waar extreem nauwkeurige positionering van het verplaatsbare object (de slede) gewenst is vormen de leidingen of slangen echter een belemmering door de krachten die zij kunnen uitoefenen op de slede (ten gevolge van 15 bijvoorbeeld hysteresis, buigweerstanden en relaxatie). Dergelijke krachten belopen zelfs onder omstandigheden waarin getracht is deze krachten te beperken gebruikelijk meerdere milli Newtons (mN, 1.10'3 N) en maken het daardoor onmogelijk te werken met nauwkeurigheden in nanometer (nm, 1,10'9 m) ordegrootte. Weliswaar bestaan er voorzieningen (in de vorm van robotarmen) om de leidingen of slangen te geleiden om 20 zo de ongewenste op het verplaatsbare object uitgeoefende, krachten te beperken. Dergelijke voorzieningen zijn echter uiterst kostbaar en vergen een aanzienlijk ruimtebeslag.

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterde inrichting 25 voor het realiseren van een gasverbinding met een verplaatsbaar object waarmee de krachten die worden doorgeleid naar het verplaatsbare object ten gevolge van de verplaatsing ervan met eenvoudige middelen kunnen worden beperkt.

De uitvinding verschaft daartoe een inrichting voor het realiseren van een gasverbinding 30 met een verplaatsbaar object, omvattende: een met verplaatsingmiddelen voor een gas in verbinding staande gasleiding, een met een kopse zijde op de gasleiding aansluitende plunjer met ten minste één in een plunjermantel aangebrachte doorvoeropening welke doorvoeropening in verbinding staat met de gasleiding, een in het verplaatsbare object gelegen de plunjer opnemend plunjerhuis met ten minste één in de wand van het 1025662 " t 2 plunjerhuis gelegen gasdoorvoer welke doorvoer in verbinding staat met de ten minste ene in de plunjermantel aangebrachte doorvoeropening, en een, voor het geleiden van de verplaatsing van het object, op het verplaatsbare object aangrijpende geleiding. De gasverbinding is aldus in de bewegingsrichting star verbonden met de plunjer en 5 vormen aldus één geheel. De verplaatsing van het object wordt geleid döor de geleiding en afhankelijk van de nauwkeurigheid waarmee geleiding en object zijn vervaardigd is het mogelijk een zeer nauwkeurige onderlinge positionering te verkrijgen. Voor een verdere vergroting van de nauwkeurigheid van positioneren van het object ten opzichte van de geleiding kunnen het samenstel van object en geleiding worden gekalibreerd.

10 Anders dan volgens de stand der techniek ontbreekt er echter een verbinding van één of meerdere flexibele slangen tussen het verplaatsbare object en de vaste wereld. De toevoer naar of afvoer van gas vindt bij de inrichting overeenkomstig de uitvinding immers plaats onder tussenkomst van de stationaire plunjer die beweegbaar is in een daartoe in het object aangebrachte behuizing. De plunjer kan zo worden uitgevoerd dat 15 de door de plunjer op het object uitgeoefende krachten zeer nadrukkelijk worden beperkt ten opzichte van de krachten die door de bestaande flexibele, en dus ten gevolge van verplaatsing van het object, meebewegende slangen. Juist in deze verminderde (onbeheerste) belasting van het verplaatsbare object leidt tot de mogelijkheid de nauwkeurigheid van positioneren van het object te vergroten. Overigens wordt 20 opgemerkt dat het ook denkbaar is dat de plunjer met twee kopse zijden op de gasleiding aansluit, ook een dergelijke uitvoeringsvariant valt binnen de beschermingsomvang van deze aanvrage.

Bij voorkeur bezit het verplaatsbaar object een lineaire bewegingsvrijheid ten gevolge 25 van de geleiding. De constructief meest eenvoudige en doeltreffende bewegingsvrijheid van een plunjer in een plunjerbehuizing betreft een intermitterende rechtlijnige beweging. Het is echter ook mogelijk dat het verplaatsbaar object, al dan niet in combinatie met de lineaire bewegingsvrijheid een rotatievrijheid bezit rond de plunjer. Indien er onder specifieke omstandigheden behoefte is aan een nauwkeurige 30 positionering van een object met een bewegingsvrijheid in een vlak (of zelf in de ruimte) dan is het mogelijk dit te realiseren met een meervoudige uitvoering van de inrichting overeenkomstig de uitvinding, dat wil zeggen door twee of meerdere inrichting zoals bovengaand beschreven zodanig te stapelen de lineaire 1025662 3 bewegingsvrijheden van de individuele inrichtingen onder een hoek ten opzichte van elkaar staan.

Voor een goed functioneren van de inrichting is het wenselijke dat de aansluiting van de 5 plunjer op de gasleiding bewegingsvrijheid verschaft in een richting loodrecht op de lineaire bewegingsvrijheid van het object. Door een dergelijke (beperkte) bewegingsvrijheid kan worden voorkomen dat er in een richting die afwijkt van de verplaatsingsrichting ongewenste krachten worden overgedragen op het object. Juiste deze krachten zijn verstorend bij het verkrijgen van de positienauwkeurigheid, zodat het 10 ontbreken ervan (of het aanzienlijke beperken ervan ten opzichte van de stand der techniek) de gewenste nauwkeurigheid realiseerbaar maakt. Eventuele ongewenste krachten in de verplaatsingsrichting van het object kunnen eenvoudiger worden opgevangen met behulp van de geleiding die immers is ingericht voor het hanteren van in deze richting uitgeoefende krachten.

15

De verplaatsingmiddelen voor een gas kunnen zijn ingericht voor het aan de gasleiding (en dus vervolgens aan het verplaatsbare object) toevoeren van het gas. Een dergelijke toevoer kan worden gerealiseerd met diverse middelen. Voorbeelden van zulke middelen zijn: een pomp, een onder druk staande gashouder en een perslucht 20 aansluiting. Anderzijds kunnen de verplaatsingmiddelen voor een gas ook zijn ingericht voor het aan de gasleiding (en dus vervolgens aan het verplaatsbare object) onttrekken van het gas. Met behulp van gasafvoer kan een onderdruk of een vacuüm worden verkregen dat aanwezig is op het verplaatsbare object.

25 Om de wrijving van de plunjer in het plunjerhuis te beperken steunt in een voorkeursvariant de plunjer onder tussenkomst van een gaslagering af op het plunjerhuis. Daartoe kan de plunjermantel zijn voorzien van een aantal op de gasleiding aansluitende lageropeningen. De gasleiding kan op eenvoudige wijze star verbonden zijn verbonden met de geleiding, die beide deel kunnen uitmaken van de vaste wereld.

30

Om te voorkomen dat het uit de plunjer stromende gas dat (deels) wordt doorgevoerd naar het verplaatsbare object is het plunjerhuis bij voorkeur voorzien van ten minste twee in de wand van het plunjerhuis gelegen doorvoeropeningen die gelijk zijn verdeeld over de omtrek van het plunjerhuis, bijvoorbeeld twee of vier overliggende 1025662 4 doorvoeropeningen. Aldus kan de reactiekracht ten gevolge van het uit de doorvoeropeningen stromende gas volledig worden geneutraliseerd. De genoemde reactiekracht zal aldus niet meer aanwezig zijn zodat ook deze kracht geen verstorende uitwerking kan uitoefen ten nadele van de nauwkeurigheid waarmee het verplaatsbare 5 object kan worden gepositioneerd.

Om lekkage van gas te beperken is het wenselijk dat de plunjer onder tussenkomst van een afdichting aanluit op de gasleiding. Zo een afdichting kaneen flexibel afdichtelement omvatten, bijvoorbeeld in de vorm van een flexibele buis, een membraan 10 en/of een balg. De afdichting kan ook een gaslagering omvatten. Nadrukkelijk zij vermeld dat zo een afdichting niet kan worden vergeleken met de slangen voor de doorvoer van gas volgens de stand der techniek. De genoemde afdichtingen betreffen constructies die niet behoeven mee te bewegen met de verplaatsing van het object maar die steeds een stationaire positie zullen innemen. Zij dienen slechts zodanig flexibel te 15 zijn dat zij de doorvoer van krachten in een richting loodrecht op de verplaatsingrichting van het object aanzienlijk belemmeren of zelf volledig tegengaan.

De koppeling tussen de gasleiding en de plunjer kan in een voorkeursvariant worden gerealiseerd onder tussenkomst van een langgerekt bevestigingselement dat in 20 longitudinale richting in höofdzaak vormvast is en in een richting loodrecht op de longitudinale richting vervormbaar is. Met zo een bevestigingselement kan de gewenste onderling starre positionering van gasleiding en plunjer in de bewegingsrichting worden gecombineerd met een (beperkte) onderlinge bewegingsvrijheid van gasleiding en plunjer in een richting loodrecht op de bewegingsrichting van het object.

25

Ook is het voordelig indien een hartlijn van het langgerekt bevestigingselement althans in hoofdzaak samenvalt met een hartlijn van de plunjer. De door het bevestigingselement doorgeleide krachten in een richting anders dan de verplaatsingsrichting zullen zo ook door de hartlijn van de plunjer voeren en daardoor 30 tot een minimaal verstorend effect leiden ten opzichte van de positienauwkeurigheid van het object.

1025662 5

De meest doelmatige vorm van de plunjermantel is een, althans in hoofdzaak, cilindervorm. Dit resulteert in een dwarsdoorsnede van de plunjermantel die cirkelvormig is.

5 De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgen figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: figuur 1 een perspectivisch aanzicht op een inrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 2 een aanzicht op een dwarsdoorsnede door een eerste uitvoeringsvariant van de inrichting overeenkomstig de uitvinding, 10 figuur 3 een aanzicht op een dwarsdoorsnede door een tweede uitvoeringsvariant van de inrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 4 een aanzicht op een dwarsdoorsnede door een derde uitvoeringsvariant van de inrichting overeenkomstig de uitvinding, en figuur 5 een aanzicht op een dwarsdoorsnede door een vierde uitvoeringsvariant van de 15 inrichting overeenkomstig de uitvinding.

Figuur 1 toont een inrichting 1 waarvan een slede 2 verplaatsbaar is langs een geleiding 3. Op de slede 2 is een aansluiting 4 aanwezig waaraan een gas kan worden toegevoerd vanuit een gasleiding 5 die star verbonden is met een wand 6. Op de gasleiding 5 sluit 20 vervolgens een pomp 7 aan waarmee bijvoorbeeld lucht in de leiding 5 kan worden gepompt. Overigens is het evenzeer mogelijk de pomp 7 omgekeerd te laten functioneren en aldus gas uit de leiding 5 te onttrekken zodanig dat er op een aansluiting 4 een onderdruk komt te staan.

25 Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede door een inrichting 10 overeenkomstig de uitvinding, met een gasleiding 11 die star verbonden is met een vaste wereld 12. Door de gasleiding 11 wordt overeenkomstig de pijl Pi een gas toegevoerd. De gasleiding 11 is aan de van de vaste wereld afgekeerde zijde voorzien van een dop met opening 13.

Een plunjer 14 is axiaal bevestigd aan de op de buis 11 aansluitende dop 13 onder 30 tussenkomst van een dunne staaf 15. Hierdoor is er sprake van een starre koppeling van de gasleiding 1.1 en de plunjer 14 in axiale richting en is er (ten gevolge van de relatief dunne en lange staaf 15) een beperkte bewegingsvrijheid van de plunjer 14 ten opzichte van de gasleiding in het vlak dat loodrecht staat op de axiaal van de gasleiding 11 en de plunjer 14. De plunjer 14 steunt onder tussenkomst van gaslagers 16 af op een 1025662 6 plunjerhuis (cilindermantel) 17 die is aangebracht in een slede 18. De slede is verplaatsbaar ten opzichte van een geleiding 19;

Het gas benodigd voor de gaslagers 16 wordt geleverd als een deel van het gas dat 5 wordt aangevoerd door de gasleiding 11. Het gas stroomt door een opening 20 (bij voorkeur tweezijding in de plunjer 14 aangebracht) naar een ringvormige vrije ruimte 21 tussen de plunjer 14 en het plunjerhuis 17. Vanuit deze ringvormige ruimte 21 voert (een deel van) het gas overeenkomstig de pijlen P2 naar gaslageropeningen 22. Het overige deel van het gas in de ringvormige ruimte 21 voert overeenkomstig pijl P3 naar 10 een in het plunjerhuis 17 uitgespaarde ringvormige sleuf 23. De slaglengte van de inrichting is beperkt tot het gebied waarin de in het plunjerhuis 17 uitgespaarde ringvormige sleuf 23 aansluit op de ringvormige vrije ruimte 21 in de plunjer 14. Vanuit de in het plunjerhuis 17 uitgespaarde ringvormige sleuf 23 kan het gas overeenkomstig pijl P4 verder worden afgevoerd. Ter voorkoming van ongewenste lekkage is er tussen 15 de plunjer 14 en de vaste wereld 12 een flexibele balg 24 geplaatst. Voor de duidelijkheid: deze balg 24 zal in axiale richting niet verplaatsen maar dient slechts enige beperkte bewegingsvrijheid te verschaffen in richtingen loodrecht op de axiale richting.

20 Figuur 3 toont een variant van een inrichting 30 voor het realiseren van een gasverbinding met een veiplaatsbare slede 18 waarin slechts van figuur 2 afwijkende onderdelen van alternatieve verwijscijfers zijn voorzien. De overeenkomstige onderdelen hebben identieke verwijscijfers. Afwijkend ten opzichte van figuur 2 is dat de afdichting tussen de plunjer 14 en de gasleiding 11 wordt gerealiseerd door een 25 gaslager 31 dat wordt verkregen door een sluitring 32 te plaatsen op de gasleiding 11.

Zo een gaslager 31 maakt een (geringe) verplaatsing in een richting loodrecht op de axiaal (en/of een roterende beging rond de axiaal) mogelijk. De gaslagers 16 waarmee de plunjer 14 afsteunt op het plunjerhuis 17 zijn voorzien van een sleuf 33 welke onder tussenkomst van, in deze figuur niet weergegeven, verbindingskanalen aansluiten op de 30 atmosfeer. Aldus zijn de gaslageropeningen 22 van tweezijde ingesloten door atmosferische druk hetgeen een goede opbouw van een ondersteunende gaslaag tussen de plunjer 14 en het plunjerhuis 17 mogelijk maakt.

1025662 7

Weer een andere variant van een inrichting 40 voor het realiseren van een gasverbinding met een verplaatsbare slede 18 wordt getoond in figuur 4. De koppeling van de plunjer 14 met de vaste wereld 12 vindt hier plaats onder tussenkomst van een flexibel element 41 bijvoorbeeld een buis of slang.

5

De variant van de inrichting 50 getoond in figuur 5 is voorzien van een slede 14 die onder tussenkomst van een gasleiding 51 aansluit op de vaste wereld 12. De gasleiding 51 is onder tussenkomst van flexibele elementen 52 (zoals bijvoorbeeld membranen of balgen) flexibel gekoppeld met zowel de vaste wereld 12 als de slede 14. De in axiale 10 richting starre koppeling van de plunjer 14 met de vaste wereld 12 wordt verkregen door een staaf 53 waarvan de werking overeenkomt met de staaf 15 zoals reeds beschreven aan de hand van figuur 2.

** n 2s ·*

0 KJ> L·, U IJ

Claims (16)

1. Inrichting voor het realiseren van een gasverbinding met een verplaatsbaar object, omvattende: 5. een met verplaatsingmiddelen voor een gas in verbinding staande gasleiding, - een met een kopse zijde op de gasleiding aansluitende plunjer met ten minste één in een plunjermantel aangebrachte doorvoeropening welke doorvoeropening in verbinding staat met de gasleiding, - een in het verplaatsbare object gelegen de plunjer opnemend plunjerhuis met ten 10 minste één in de wand van het plunjerhuis gelegen gasdoorvoer welke doorvoer in verbinding staat met de ten minste ene in de plunjermantel aangebrachte doorvoeropening, en - een, voor het geleiden van de verplaatsing van het object, op het verplaatsbare object aangrijpende geleiding. 15

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het verplaatsbaar object een lineaire bewegingsvrijheid bezit langs de geleiding.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het verplaatsbaar 20 object een rotatievrijheid bezit rond de plunjer.

4. Inrichting volgens conclusies 2 of 3, met het kenmerk dat de aansluiting van de plunjer op de gasleiding bewegingsvrijheid verschaft in een richting loodrecht op de lineaire bewegingsvrijheid van het object. 25

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de verplaatsingmiddelen voor een gas zijn ingericht voor het aan de gasleiding toevoeren van het gas.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de veiplaatsingmiddelen voor een gas zijn ingericht voor het aan de gasleiding onttrekken van het gas. 1025662

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de ... plunjer onder tussenkomst van een gaslagering afsteunt op het plunjerhuis.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de plunjermantel is 5 voorzien van een aantal op de gasleiding aansluitende lageropeningen

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de gasleiding star is verbonden met de geleiding.

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het plunjerhuis is voorzien van ten minste twee in de wand van het plunjerhuis gelegen doorvoeropeningen die gelijk zijn verdeeld over de omtrek van hét plunjerhuis.

11. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de 15 -plunjer onder tussenkomst van een afdichting aanluit op de gasleiding.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk dat de afdichting een flexibel afdichtelement omvat.

13. Inrichting volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk dat de afdichting een gaslagering omvat.

14. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de gasleiding op de plunjer aansluit onder tussenkomst van een langgerekt 25 bevestigingselement dat in longitudinale richting in hoofdszaak vormvast is en in een richting loodrecht op de longitudinale richting vervormbaar is.

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk dat een hartlijn van het langgerekt bevestigingselement althans in hoofdzaak samenvalt met een hartlijn van de 30 plunjer.

16. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de plunjermantel in hoofdzaak cilindervormig is. 1025662