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DE20118421U1 - Luftlager-Überwachungseinrichtung - Google Patents

Luftlager-Überwachungseinrichtung

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Publication number
DE20118421U1
DE20118421U1 DE20118421U DE20118421U DE20118421U1 DE 20118421 U1 DE20118421 U1 DE 20118421U1 DE 20118421 U DE20118421 U DE 20118421U DE 20118421 U DE20118421 U DE 20118421U DE 20118421 U1 DE20118421 U1 DE 20118421U1
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DE
Germany
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air bearing
monitoring
data
monitoring device
air
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE20118421U
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English (en)
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Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
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Publication of DE20118421U1 publication Critical patent/DE20118421U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • F16C32/0603—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 gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614—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 gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
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    • F16C41/004—Electro-dynamic machines, e.g. motors, generators, actuators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—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
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Description

G 19814 - les 17. Oktober 2001
FESTO AG & CO, 73734 Esslinqen Luftlager-Überwachungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Luftlager-Überwachungseinrichtung, mit der die Funktionsfähigkeit von im Betrieb befindlichen Luftlagern überwacht werden kann.
Im Allgemeinen werden Luftlager eingesetzt, wenn in Bezug auf die Leichtgängigkeit und die Verschleißanfälligkeit besonders hohe Anforderungen gestellt werden. Luftlager zeichnen sich konzeptbedingt durch Verschleißfreiheit, hohe Tragkraft und besonders ruhiges Laufverhalten aus. Mögliche Ausführungen von Luftlagern werden beispielsweise in dem Prospektblatt "EITZENBERGER - KOMPETENZ IN LUFTLAGER-TECHNIK" der Firma Eitzenberger Luftlagertechnik, 82405 Wessobrunn (Veröffentlichungsdatum nicht bekannt), erläutert. Luftlager eignen sich zur Lagerung von sowohl rotativ als auch translatorisch relativ zueinander zu bewegenden Bauteilen.
Beim Einsatz von Luftlagern wird unter Druck stehende Luft zwischen die relativ zueinander bewegbaren Bauteile gepresst, so dass sich ein Luftpolster ausbildet, das die Bauteile auf Abstand hält. Damit die Lagerung die gewünschte Tragkraft aufbringen kann, ist eine präzise Druckeinstellung notwendig. Auch die Durchflusseinstellung unterliegt hohen Genauigkeitsanforderungen, da der Durchfluss eine Kenngröße für das her-
vorgerufene Spaltmaß, also den Abstand zwischen den zu lagernden Bauteilen, bildet. Ist der momentane Durchfluss zu gering, kann im schlimmsten Fall das Spaltmaß so weit reduziert werden, dass sich die normalerweise auf Abstand zueinander gehaltenen Bauteile berühren und Beschädigungen auftreten.
Um die erwähnten Zustandsgrößen wie Druck und Durchfluss der zur Lagerung verwendeten Luft überwachen und erforderlichenfalls verändern zu können, werden nach Kenntnis der Anmelderin, ohne allerdings einen druckschriftlichen Nachweis zur Verfügung zu haben, bisher schon Luftlager-Überwachungseinrichtungen eingesetzt, die über Druck- und Durchflusssensoren verfügen, welche die aktuell erfassten Daten als analoge Spannungswerte über eine Kabelverbindung zu einem externen Steuergerät übermitteln, das diese Ist-Überwachungsdaten zur Anzeige bringt. Das Bedienpersonal kann die Daten ablesen und von Fall zu Fall einen in die Druckluftströmung eingebauten manuellen Druckregler so nachjustieren, dass die eingestellten und zur Anzeige gebrachten Ist-Überwachungsdaten den für einen optimalen Betrieb erforderlichen Soll-Überwachungsdaten entsprechen. Die für den Betrieb der Sensoren erforderliche elektrische Energie wird mittels geeigneter Kabelverbindungen eingespeist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftlager-Überwachungseinrichtung zu schaffen, die sich einfach installieren und mit hoher Funktionssieherheit betreiben lässt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Luftlager-Überwachungseinrichtung, mit mindestens einer Überwachungseinheit, die mit einer zur Erfassung von Druck- und/oder Durchflussdaten der zu mindestens einem Luftlager strömenden Druckluft vorgesehenen Überwachungselektronik ausgestattet ist und die mindestens einen von der strömenden Druckluft antreibbaren Generator zur Erzeugung der von der Überwachungselektronik benötigten elektrischen Energie aufweist.
Somit steht eine Luftlager-Überwachungseinrichtung zur Verfügung, deren Überwachungseinheit hinsichtlich der erforderlichen elektrischen Energie autark und ohne Kabelverbindung zu einer stationären Energieversorgung betrieben werden kann. Die von der Überwachungselektronik benötigte elektrische Energie wird unmittelbar in der Überwachungseinheit durch den an oder in dieser vorgesehenen Generator erzeugt, der von der zur Versorgung des Luftlagers zugeführten Druckluft angetrieben wird. Ein funktionssicherer Betrieb der Luftlager-Überwachungseinrichtung ist daher selbst bei mobiler Ausgestaltung der Überwachungseinheit möglich, da auf elektrische Verbindungsleitungen zu einer stationären Energiequelle verzichtet werden kann. Dadurch wird insbesondere auch die Möglichkeit eröffnet, die Überwachungseinheit ummittelbar an einer Luftlager-Komponente zu installieren und mit dieser als Baueinheit auszuführen. Dies schafft die Voraussetzung für kompakte Abmessungen und auch kurze Luftwege zwischen den zur Erfassung der Druckluftdaten vorgesehenen Erfassungsmitteln und der eigentlichen Lagerstelle.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Bevorzugt ist die Überwachungselektronik der Überwachungseinheit mit Ausgabemitteln ausgestattet, die die erfassten Druck- und/oder Durchflussdaten als Ist-Überwachungsdaten ausgeben können. Anhand der ausgegebenen Ist-Überwachungsdaten kann der Betriebszustand des oder der überwachten Luftlager kontrolliert werden, um erforderlichenfalls Änderungen bzw. Korrekturen vornehmen bzw. veranlassen zu können. Bei einer besonders einfachen Bauform verfügen die Ausgabemittel über an der Überwachungseinheit vorgesehene optische Anzeigemittel, die ein einfaches Ablesen der ermittelten Ist-Überwachungsdaten ermöglichen. Bei einer komfortableren Lösung sind die Ausgabemittel zusätzlich oder alternativ mit Sendemitteln ausgestattet, durch die die Ist-Überwachungsdaten drahtlos an ein getrennt von der Überwachungseinheit vorgesehenes Datenverarbeitungsgerät übermittelt werden können. Hier bietet sich eine Infrarotübertragung oder vor allem eine Funkübertragung, letzteres insbesondere nach dem so genannten Bluetooth-Standard, an.
Bei bevorzugter Ausgestaltung kann das Datenverarbeitungsgerät über optische Anzeigemittel verfügen, die eine Visualisierung der empfangenen Ist-Überwachungsdaten ermöglichen. Handelt es sich bei dem Datenverarbeitungsgerät um ein Mobilgerät, hat das Bedienpersonal die Möglichkeit, bei einem Kontrollgang nacheinander die Daten unterschiedlicher Überwachungseinheiten abzufragen.
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Vor allem dann, wenn die Überwachungseinheit mit Mitteln ausgestattet ist, die eine Beeinflussung der Druck- und/oder Durchflussdaten der strömenden Druckluft ermöglichen, kann der Betriebskomfort der Luftlager-Überwachungseinrichtung dadurch gesteigert werden, dass man die Überwachungseinheit mit Eingabemitteln ausstattet, über die von der Überwachungselektronik zu berücksichtigende Soll-Überwachungsdaten eingebbar sind.
Die Eingabemittel können beispielsweise in Gestalt von unmittelbar an der Überwachungseinheit vorgesehenen manuellen Eingabemitteln ausgeführt sein, beispielsweise in Gestalt von Tasten, Knöpfen oder dergleichen. Besonders empfehlenswert ist es jedoch, die Eingabemittel mit Empfangsmitteln auszustatten, die in der Lage sind, von den Sendemitteln eines Datenverarbeitungsgerätes stammende Soll-Überwachungsdaten drahtlos zu empfangen. Die Dateneingabe ist dann problemlos möglich, ohne dass ein direkter Zugang zur Überwachungseinheit erforderlich wäre. Auch hier ist eine Datenübertragung mittels Funk- oder Infrarotsignalen besonders empfehlenswert.
Als optimal wird angesehen, sowohl an der Überwachungseinheit als auch an einem separaten Datenverarbeitungsgerät jeweils sowohl Sendemittel als auch Empfangsmittel vorzusehen, so dass eine drahtlose Übertragung von Daten in beiden Richtungen möglich ist.
Zur Erfassung der Druck- und/oder Durchflussdaten der strömenden Druckluft ist die Überwachungselektronik mit geeigneten Druckerfassungs- und/oder Durchflusserfassungsmitteln
ausgestattet. Empfehlenswert ist eine zusätzliche Ausstattung mit Temperaturerfassungsmitteln, und zwar vor allem dann, wenn mehrere Lagerstellen vorhanden sind, an denen die gleichen Betriebszustände herrschen sollen.
Bevorzugt ist die Überwachungselektronik mit einem Mikrocontroller ausgestattet, der die ermittelten Daten verarbeiten und gegebenenfalls auch die drahtlose Signalübertragung kontrollieren kann.
An Bord der Überwachungseinheit befinden sich zweckmäßigerweise auch Mittel zur geregelten Beeinflussung der Druck- und/oder Durchflussdaten der strömenden Druckluft, so dass in einem Regelkreis unter Berücksichtigung vorgegebener SoIl-Überwachungsdaten eine geregelte Einstellung des gewünschten Betriebszustandes möglich ist. Die Regelungsmittel, beispielsweise ein elektrisch betätigter Druckregler, können die erforderliche Betriebsenergie ebenfalls von einem durch die Druckluft angetriebenen Generator beziehen, so dass die autarke elektrische Betriebsweise gewährleistet ist. Insoweit ist es empfehlenswert, Regelungsmittel mit einem piezoelektrisch betätigbaren Stellglied einzusetzen, das über einen nur geringen elektrischen Energiebedarf verfügt.
Die Antriebseinheit des Generators verfügt zweckmäßigerweise über mindestens ein Antriebsrad, beispielsweise ein Flügelrad, das von der vorbeiströmenden Luft in Rotation versetzt wird. Darüber hinaus enthält der Generator vorzugsweise auch einen Stromwandler, der den auf diese Weise erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.
Anstelle lediglich eines druckluftbetriebenen Generators können auch mehrere, jeweils an geeigneter Stelle entlang des Luftströmungsweges platzierte Generatoren zum Einsatz kommen.
Eine besonders kompakte Anordnung ergibt sich, wenn die Überwachungseinheit als Baueinheit mit derjenigen Luftlager-Komponente ausgeführt ist, die mit Druckluft versorgt wird.
Bei Bedarf kann die Überwachungselektronik zur Erfassung der Druck- und/oder Durchfluss- und/oder Temperaturdaten der zu mehreren Luftlagern strömenden Druckluft ausgebildet sein. Es besteht die Möglichkeit, sämtliche dafür vorgesehenen Erfassungsmittel mit einem Generator gemeinsam zu versorgen. Erfassungsmitteln mehrerer Luftlager kann auch ein gemeinsamer Mikrocontroller zugeordnet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt exemplarisch eine Luftlager-Überwachungseinrichtung in Verbindung mit einem zu überwachenden Luftlager.
Im Einzelnen offenbart die Zeichnung, in schematischer Darstellung, ein Luftlager 1 und eine zur Überwachung dieses Luftlagers 1 vorgesehene Luftlager-Überwachungseinrichtung 2.
Das Luftlager 1 verfügt über zwei relativ zueinander bewegliche Luftlager-Komponenten 3a, 3b. Die erste Luftlager-Komponente 3a ist beim Ausführungsbeispiel stationär ausgeführt, während die zweite Luftlager-Komponente 3b gemäß Doppelpfeilen 9 relativ zur ersten Luftlager-Komponente 3a be-
weglich ist. Die Bewegung ist vorliegend eine translatorische Bewegung, beispielsweise eine Linearbewegung. Denkbar wäre aber auch eine Bauform, bei der die Luftlager-Komponenten relativ zueinander verdrehbar oder verschwenkbar sind.
Jedenfalls haben die beiden Luftlager-Komponenten 3a, 3b einander zugewandte, erste und zweite Lagerflächen 4a, 4b, zwischen denen ein Luftpolster erzeugt werden kann, das einen Lagerspalt 5 hervorruft, so dass die beiden Lagerflächen 4a, 4b entsprechend der Spaltweite mit einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind.
Auf Grund des erzeugten Luftpolsters sind die beiden Luftlager-Komponenten verschleißfrei und ohne Abrieb relativ zueinander bewegbar. Das Luftlager kann daher auch an solchen Orten eingesetzt werden, wo hohe Anforderungen an die Luftreinhaltung bestehen.
Die zur Erzeugung des Luftpolsters im Lagerspalt 5 erforderliche Druckluft wird von einer Druckluftquelle P bereitgestellt. Sie steht über mindestens einen Einspeisekanal 6 mit einer der Luftlager-Komponenten 3b in Verbindung, in der eine Vielzahl von Ausströmkanälen 7 definiert ist, die mit dem Einspeisekanal 6 kommunizieren. Die Ausströmkanäle 7 münden zur Lagerfläche 4b der betreffenden Luftlager-Komponente 3b aus, wobei durch eine geeignete Verteilung die Erzeugung eines großflächigen Luftpolsters gewährleistet ist. Die Ausströmkanäle 7 könnten beispielsweise auch von Zwischenräumen eines porösen Materials gebildet sein.
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Um die momentan anstehende Lagerungsaufgabe optimal erfüllen zu können, muss die Druckluft dem Lagerspalt 5 jeweils unter einem bestimmten Druck und mit einem bestimmten Durchfluss zugeführt werden, wobei unter Umständen die Einhaltung gewisser Druck- bzw. Durchflussbereiche ausreicht. So wirkt sich die Höhe des Druckes der Druckluft entscheidend auf die mögliche Tragkraft aus, mit der eine der Luftlager-Komponenten rechtwinkelig zu ihrer Bewegung 9 belastet werden kann. Der Durchfluss, also die pro Zeiteinheit hindurchströmende Luftmenge, ist eine Kenngröße für das Spaltmaß des Lagerspaltes 5.
Mit der Luftlager-Überwachungseinrichtung 2 können die Druck- und/oder Durchflussdaten der zu dem Luftlager 1 strömenden Druckluft, und bei Bedarf auch noch weitere Daten, überwacht werden, um bei Bedarf Veränderungen vornehmen zu können.
Die Luftlager-Überwachungseinrichtung 2 verfügt über eine Überwachungseinheit 12, die mit einer zur Erfassung der zuvor erwähnten Daten dienenden Überwachungselektronik 13 ausgestattet ist. Obgleich beim Ausführungsbeispiel die Überwachungseinheit 12 zur Überwachung lediglich eines Luftlagers dient, kann sie auch zur gleichzeitigen Überwachung mehrerer Luftlager, insbesondere ein und derselben Maschine, eingesetzt werden.
Der zur Zufuhr der Druckluft dienende Einspeisekanal 6 verläuft durch die Überwachungseinheit 12 hindurch. Besonders kurze Luftwege lassen sich einhalten, wenn die Überwachungseinheit 12, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist,
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als Baueinheit mit der mit Druckluft zu versorgenden Luftlager-Komponente 3b ausgeführt ist. Beim Ausführungsbeispiel ist dies die sich im Betrieb bewegende Luftlager-Komponente, es könnte sich aber auch um eine feststehende Luftlager-Komponente handeln. Zweckmäßigerweise ist die Überwachungseinheit 12 an geeigneter Stelle an die erwähnte Luftlager-Komponente 3b angebaut. Eine zumindest teilweise Integration wäre ebenfalls möglich. Lange Schlauchverbindungen zwischen der Überwachungseinheit 12 und dem Luftlager 1 können auf diese Weise vermieden werden.
Die Überwachungselektronik 13 verfügt beim Ausführungsbeispiel über Druckerfassungsmittel 14 und über Durchflusserfassungsmittel 15, die zum einen an den Einspeisekanal 6 angeschlossen sind, so dass sie den in dem Einspeisekanal 6 herrschenden Luftdruck sowie den Durchfluss erfassen können. Die erfassten Werte werden als Spannungssignale einem Mikrocontroller 16 (&mgr;&thgr; der Überwachungselektronik 13 zugeleitet. Dieser Mikrocontroller 16 ist in der Lage, die auf diese Weise erfassten und eventuell zuvor noch in gewisser Weise aufbereiteten Druck- und/oder Durchflussdaten als Ist-Überwachungsdaten auszugeben.
Die Datenausgabe erfolgt durch geeignete Ausgabemittel 17 der Überwachungselektronik 13. Im einfachsten Fall können als Ausgabemittel 17 in der Zeichnung strichpunktiert angedeutete optische Anzeigemittel 17a unmittelbar an der Überwachungseinheit 12 vorgesehen sein, die dem Bedienpersonal ein Ablesen der erfassten Ist-Überwachungsdaten ermöglichen. Die optischen Anzeigemittel 17a können hierzu mindestens ein Anzei-
ge-Display aufweisen.
Ein komfortablerer Betrieb ist möglich, wenn die Ausgabemittel 17, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist, zur drahtlosen Datenübermittlung ausgebildet sind und über an der Überwachungseinheit 12 vorgesehene Sendemittel 17b verfügen, mit denen die Ist-Überwachungsdaten drahtlos zu den Empfangsmitteln 18 eines getrennt von der Überwachungseinheit 12 ausgebildeten Datenverarbeitungsgerätes 19 der Luftlager-Überwachungseinrichtung 2 übermittelt werden können.
Das Datenverarbeitungsgerät 19 verfügt zweckmäßigerweise seinerseits über optische Anzeigemittel 22, die in der Lage sind, die empfangenen ist-Überwachungsdaten anzuzeigen, so dass sie vom Bedienpersonal problemlos abgelesen werden können.
In diesem Zusammenhang empfiehlt sich ein Datenverarbeitungsgerät 19, das als Mobilgerät ausgebildet ist, insbesondere als Handgerät, so dass es von einer Person problemlos zum Einsatzort der Überwachungseinheit 12 transportiert werden kann, um dort eine Datenabfrage vorzunehmen. Das Datenverarbeitungsgerät kann beispielsweise ein Laptop oder Notebook oder, vorzugsweise, ein PDA sein.
Die Sendemittel 17b und Empfangsmittel 18 sind insbesondere so ausgebildet, dass sie eine Funk- oder Infrarotübertragung ermöglichen. Zu empfehlen ist beispielsweise eine Übertragung nach dem so genannten Bluetooth-Standard.
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Wenn sich anhand der ermittelten Ist-Überwachungsdaten Handlungsbedarf für eine Veränderung der Druck- und/oder Durchflusseinstellung der Druckluft ergibt, kann dies beispielsweise durch Veränderung der Einstellung eines in den Verlauf des Einspeisekanals 6 eingeschalteten manuellen Druckreglers geschehen, der auch außerhalb der Überwachungseinheit 12, beispielsweise im Bereich der Druckluftquelle P, installiert sein kann. Vorzuziehen ist jedoch eine in die Überwachungseinheit 12 integrierte Zustandsregelung, die dafür Sorge trägt, dass die Ist-Überwachungsdaten die gewünschten Werte bzw. Bereiche auch bei sich ändernden Umgebungsbedingungen zuverlässig einhalten.
Um dies zu gewährleisten, ist die Überwachungseinheit 12 beim Ausführungsbeispiel mit zur Beeinflussung der Druck- und/oder Durchflussdaten der zum Luftlager 1 strömenden Druckluft dienenden Regelmitteln 23 ausgestattet. Sie befinden sich vorzugsweise an Bord der Überwachungseinheit 12 und werden elektrisch angesteuert. Beispielsweise enthalten diese Regelmittel 23 einen elektrisch ansteuerbaren Druckregler 24, insbesondere in Gestalt eines elektrisch betätigen Proportionalventiles.
Die Regelmittel 23 verfügen über mindestens ein bewegliches, positionierbares Stellglied 25, dessen aktuelle Position den herrschenden Druck und somit auch den momentanen Durchfluss beeinflusst.
Die elektrische Stellgröße liefert der angeschlossene Mikrocontroller 16 auf Basis eines Vergleichs der von den Drucker-
fassungsmitteln 14 und den Durchflusserfassungsmitteln 15 erfassten Ist-Überwachungsdaten und zuvor anwendungsspezifisch eingegebenen Soll-Überwachungsdaten. Auf diese Weise ist die Überwachungseinheit 12 in der Lage, Druck und Durchfluss ungeachtet von sich eventuell ändernden Betriebsbedingungen konstant zu halten.
Zur Eingabe der Soll-Überwachungsdaten ist die Überwachungseinheit 12 mit geeigneten Eingabemitteln 26 ausgestattet. Im einfachsten Fall kann es sich hier beispielsweise um eine Eingabetastatur oder um sonstige manuelle Eingabemittel handeln, die unmittelbar an der Überwachungseinheit 12 angeordnet sind. Beim Ausführungsbeispiel kommt jedoch wiederum eine komfortablere Lösung zum Einsatz, indem hier die Eingabemittel 2 6 zusätzlich oder alternativ mit an der Überwachungseinheit 12 vorgesehenen Empfangsmitteln 26a ausgestattet sind, welche in der Lage sind, von Sendemitteln 27 eines Datenverarbeitungsgerätes 19 ausgesandte Soll-Überwachungsdaten drahtlos zu empfangen.
Wie schon die Ausgabe der Ist-Überwachungsdaten erfolgt auch der Empfang der Soll-Überwachungsdaten zweckmäßigerweise in Gestalt von Funk- oder Infrarotsignalen entsprechend der oben geschilderten Weise.
Zweckmäßigerweise wird im Zusammenhang mit der Luftlager-Überwachungseinrichtung 2 ein Datenverarbeitungsgerät 19 verwendet, das sowohl über Empfangsmittel 18 für die Ist-Überwachungsdaten als auch über Sendemittel 27 für die Soll-Überwachungsdaten verfügt, so dass nicht auf zwei getrennte Da-
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tenverarbeitungsgeräte zurückgegriffen werden muss, was jedoch prinzipiell möglich wäre.
Bei dem Datenverarbeitungsgerät 19 kann es sich im Übrigen auch um ein Stationärgerät handeln, beispielsweise einen PC oder eine SPS, das drahtlos, insbesondere auch über größere Entfernungen hinweg, mit der Überwachungselektronik 13 der Überwachungseinheit 12 kommunizieren kann.
Um bei Bedarf auch eine Temperaturkompensation vornehmen zu können, ist die Überwachungseinheit 12 zweckmäßigerweise zusätzlich mit Temperaturerfassungsmitteln 28 ausgestattet, deren Daten ebenfalls dem Mikrocontroller 16 zur Auswertung zugeleitet werden.
Die für den Betrieb der Überwachungselektronik 13 erforderliche elektrische Energie wird in vorteilhafter Weise unmittelbar an Bord der Überwachungseinheit 12 erzeugt. Dadurch erübrigen sich elektrische Leitungen zu stationären, externen Energieerzeugern.
Erzeugt wird die elektrische Energie durch einen an oder in der Überwachungseinheit 12 angeordneten Generator 32, der von der durch den Einspeisekanal 6 hindurchströmenden Druckluft angetrieben wird. Bei Bedarf können auch mehrere derartige Generatoren vorgesehen werden.
Beispielsweise enthält der Generator 32 eine im Luftweg der strömenden Druckluft platzierte Antriebseinheit 33 mit einem oder mehreren, durch die Druckluftströmung in Rotation ver-
setzbaren Antriebsrädern 34. Bei den Antriebsrädern kann es sich beispielsweise um Flügelräder handeln. Nach dem an sich bekannten Generatorprinzip wird durch die rotierenden Antriebsräder 34 eine Wechselspannung erzeugt, die in einem Spannungswandler 35 in eine Gleichspannung umgewandelt und dann der Überwachungselektronik 13 zugeleitet wird.
Zweckmäßigerweise ist die Anordnung so getroffen, dass die vom Generator 32 gelieferte elektrische Energie zunächst in den Mikrocontroller 16 eingespeist wird, so dass dieser seine Betriebsenergie erhält, wobei die an den Mikrocontroller 16 angeschlossenen Erfassungsmittel 14, 15, 28 aus dem Mikrocontroller 16 mit der notwendigen elektrischen Energie versorgt werden.
Auf Grund des konzeptbedingt ständigen Luftverbrauches im Bereich des Luftlagers 1 ergibt sich eine ständige Luftströmung von der Druckluftquelle P zu dem Lagerspalt 5, so dass ständig die für den Betrieb des Generators 32 erforderliche Antriebsenergie zur Verfügung steht.
Gleichwohl kann bei Bedarf noch ein nicht näher dargestellter Energiespeicher, beispielsweise eine wiederaufladbare Batterieanordnung, vorgesehen sein, die einen Betrieb der Überwachungselektronik 13 und beispielsweise die Einspeisung von Soll-Überwachungsdaten auch dann ermöglicht, wenn das Luftlager 1 momentan nicht betrieben wird, also beispielsweise bei Wartungs- und Einrichtarbeiten.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Luftlager-Überwachungseinrichtung 2 besteht darin, dass auch die Regelmittel 23 ihre elektrische Energie von dem druckluftbetriebenen Generator 32 erhalten, insbesondere mittelbar über den zwischengeschalteten MikroController 16. Hier ist es dann von Vorteil, Regelmittel 23 mit einem piezoelektrisch betätigbaren Stellglied 25 zu verwenden, welches kaum Energie benötigt.
Durch den Entfall elektrischer Zuleitungen zur Überwachungseinheit 12 können Fehler- und Störquellen ausgeschaltet werden und ist auch dann ein problemloser Betrieb möglich, wenn die Uberwachungseinheit 12, auf Grund einer Bewegungskopplung mit der sich im Betrieb bewegenden Luftlager-Komponente 3b, im Betrieb Bewegungen ausführt.
Es besteht die Möglichkeit, die Überwachungselektronik 13 so auszubilden, dass sie zur Druck- und/oder Durchfluss- und/oder Temperaturerfassung der zu mehreren Luftlagern 1 strömenden Druckluft geeignet ist. Jedem Luftlager können dabei eigene Druck- und/oder Durchfluss- und/oder Temperaturerfassungsmittel 14, 15, 28 zugeordnet sein, die zweckmäßigerweise mit ein und demselben Mikrocontroller 16 gekoppelt sind und die vorzugsweise von einem gemeinsamen Generator 32 gespeist werden.

Claims (20)

1. Luftlager-Überwachungseinrichtung, mit mindestens einer Überwachungseinheit (12), die mit einer zur Erfassung von Druck- und/oder Durchflussdaten der zu mindestens einem Luftlager (1) strömenden Druckluft vorgesehenen Überwachungselektronik (13) ausgestattet ist und die mindestens einen von der strömenden Druckluft antreibbaren Generator (32) zur Erzeugung der von der Überwachungselektronik (13) benötigten elektrischen Energie aufweist.
2. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungselektronik (13) über Ausgabemittel (17) zur Ausgabe von Ist-Überwachungsdaten verfügt.
3. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabemittel (17) optische Anzeigemittel (17a) enthalten, insbesondere mindestens ein an der Überwachungseinheit (12) vorgesehenes Anzeige-Display.
4. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabemittel (17) Sendemittel (17b) zum drahtlosen Senden von Ist-Überwachungsdaten zu den Empfangsmitteln (18) eines Datenverarbeitungsgerätes (22) aufweisen.
5. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendemittel (17b) zur Funk- oder Infrarotübertragung von Ist-Überwachungsdaten ausgebildet sind.
6. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungsgerät (19) über optische Anzeigemittel (22) zur Visualisierung der empfangenen Ist-Überwachungsdaten verfügt.
7. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungsgerät (19) von einem Mobilgerät, beispielsweise einem Laptop, Notebook oder PDA, gebildet ist.
8. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (12) mit Mitteln (23) zur Beeinflussung der Druck- und/oder Durchflussdaten der strömenden Druckluft ausgestattet ist und über Eingabemittel (26) verfügt, über die von der Überwachungselektronik (13) zu berücksichtigende Soll-Überwachungsdaten eingebbar sind.
9. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabemittel (26) über Empfangsmittel (26a) zum Empfang von den Sendemitteln (27) eines Datenverarbeitungsgerätes (19) stammender, drahtlos übertragener Soll-Überwachungsdaten verfügen.
10. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsmittel (26a) zum Empfang von Soll-Überwachungsdaten in Gestalt von Funk- oder Infrarotsignalen ausgebildet sind.
11. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungsgerät (19) von einem Mobilgerät, beispielsweise einem Laptop, Notebook oder PDA, gebildet ist.
12. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungselektronik (13) über Druckerfassungs- und/oder Durchflusserfassungsmittel (14, 15) verfügt.
13. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die überwachungselektronik (13) über Temperaturerfassungsmittel (2ß) verfügt.
14. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die überwachungselektronik (13) einen Mikrocontroller (16) enthält.
15. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (12) mit Regelmitteln (23) zur Beeinflussung der Druck- und/oder Durchflussdaten der zu mindestens einem Luftlager (1) strömenden Druckluft ausgestattet ist, insbesondere mit einem Druckregler (24), die ihre Betriebsenergie ebenfalls von dem Generator (32) bezieht.
16. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (25) der Regelungsmittel (23) piezoelektrisch betätigbar ausgebildet ist.
17. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Generator (32) über eine Antriebseinheit (33) mit mindestens einem, von der strömenden Druckluft in Rotation versetzbaren, vorzugsweise als Flügelrad ausgebildeten Antriebsrad (34) verfügt.
18. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Überwachungseinheit (12) als Baueinheit mit einer mit Druckluft zu versorgenden Luftlager-Komponente (3b) ausgeführt ist.
19. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungselektronik (13) zur Erfassung von Druck- und/oder Durchfluss- und/oder Temperaturdaten von zu mehreren Luftlagern strömender Druckluft ausgebildet ist.
20. Luftlager-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erfassung der mehreren Luftlagern zugeordneten Druck- und/oder Durchfluss- und/oder Temperaturdaten vorgesehenen Erfassungsmittel (14, 15, 28) von einem gemeinsamen Generator (32) mit Energie versorgt werden.
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