專利名稱：主軸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主軸系統(tǒng)，特別是摩擦主軸系統(tǒng)，包括至少在一 端上轉(zhuǎn)動(dòng)支承在軸承系統(tǒng)上的主軸，其中，軸承系統(tǒng)包括作為浮動(dòng) 軸承構(gòu)成并由于主軸偏轉(zhuǎn)可徑向相對于位置固定的軸承殼體運(yùn)動(dòng)的滾 動(dòng)軸承；以及用于影響轉(zhuǎn)速范圍的裝置，在該轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可能出現(xiàn)共
44=: 、,n
背景技術(shù)：
以摩擦主軸系統(tǒng)方式的這種主軸系統(tǒng)例如由EP 0 571 580 Bl有 所公開。這種主軸大多僅一側(cè)支承在軸承系統(tǒng)上，其中，軸承系統(tǒng)通 常具有固定軸承以及浮動(dòng)軸承。浮動(dòng)軸承具有徑向間隙，以便可以使 主軸偏轉(zhuǎn)。為使主軸的徑向運(yùn)動(dòng)減振，在這種摩擦主軸系統(tǒng)中具有摩 擦減振器，其在那里優(yōu)選以盤形彈簧的方式構(gòu)成，盤形彈簧利用一端
支承在軸承殼體的端側(cè)板上并利用另一端支承在滾動(dòng)軸承的外環(huán)上。 減振作用由此達(dá)到，即通過彈簧向外環(huán)的端面作用軸向擠壓力，其使 主軸的徑向運(yùn)動(dòng)減振。通過這種減振系統(tǒng)可以降低轉(zhuǎn)速范圍，在該轉(zhuǎn) 速范圍內(nèi)可能出現(xiàn)共振現(xiàn)象，從而主軸可以無危險(xiǎn)地在工作轉(zhuǎn)速范圍 內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因?yàn)檫@種主軸轉(zhuǎn)速極高，直至達(dá)到20.000 U/min并可能更高， 所以主要存在的危險(xiǎn)是，固有頻率可能處于工作范圍內(nèi)并因此會(huì)出現(xiàn) 共振情況。通過這種減振裝置來與共振情況反作用。雖然由此可以達(dá) 到有效減振的，但減振裝置產(chǎn)生附加成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此在于，提供一種主軸系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單并與現(xiàn) 有技術(shù)相比有所改進(jìn)。為實(shí)現(xiàn)該目的在開頭所稱類型的主軸系統(tǒng)中依據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)，裝 置包括兩個(gè)軸向一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置的O形環(huán)，其中至少一個(gè)作用于滾 動(dòng)軸承的外環(huán)并至少軸向預(yù)緊。
本發(fā)明設(shè)計(jì)，僅使用兩個(gè)軸向一個(gè)接一個(gè)地連接(geschaltet)的 O形環(huán)，通過其可以確定和調(diào)整整體剛性性能，由此也可以影響或降 低可能出現(xiàn)共振現(xiàn)象的臨界轉(zhuǎn)速的位置。至少一個(gè)軸向壓緊的O形環(huán) 用于軸承壓緊，但不用于減振。取消主要影響振幅的摩擦減振。O形 環(huán)本身非常簡單并因此是成本低廉的部件。此外，在兩個(gè)O形環(huán)確定
軸承系統(tǒng)的剛性或軸向壓緊后，通過相應(yīng)選擇所使用的O形環(huán)可以相 當(dāng)寬范圍地調(diào)整剛性性能。因?yàn)楦鶕?jù)如何選擇O形環(huán)的彈性特性，產(chǎn) 生的壓緊改變并因此軸承剛性改變。
在O形環(huán)的具體設(shè)置或軸承系統(tǒng)構(gòu)造及其軸向壓緊本身方面可以 設(shè)想不同的構(gòu)成。按照第一個(gè)本發(fā)明替換方案可以設(shè)計(jì)，具有兩個(gè)直 接一個(gè)接一個(gè)且相互接觸設(shè)置的O形環(huán)，其中，壓入軸承殼體內(nèi)的壓 環(huán)作用在一個(gè)O形環(huán)上和另一個(gè)O形環(huán)端側(cè)地在外環(huán)上反向支承。在 這里實(shí)現(xiàn)O形環(huán)直接一個(gè)接一個(gè)連接。預(yù)緊度一方面可以通過選擇O 形環(huán)的材料影響，另一方面通過由壓入軸承殼體內(nèi)的壓環(huán)使兩個(gè)環(huán)軸 向變形的強(qiáng)度和因此壓緊的強(qiáng)度影響。O形環(huán)被壓縮越強(qiáng)，壓環(huán)進(jìn)入 軸承殼體內(nèi)越深，軸承壓緊就越大。
相對于所述的準(zhǔn)支承在外環(huán)前面的O形環(huán)設(shè)置的本發(fā)明替換方案 設(shè)計(jì)，兩個(gè)O形環(huán)外側(cè)地在外環(huán)自身上設(shè)置和兩個(gè)O形環(huán)殼體內(nèi)側(cè)地 反向支承，其中，兩個(gè)O形環(huán)徑向壓緊。在這種本發(fā)明構(gòu)成中，也使 用加固裝置的徑向結(jié)構(gòu)。它們反向支承在周圍的軸承殼體上，因此二 者產(chǎn)生徑向剛性。至少一個(gè)O形環(huán)此外也軸向預(yù)緊，因此在軸運(yùn)動(dòng)時(shí) 也附加提供軸向的剛性分量，其也提供此前介紹的由于軸向壓緊的構(gòu) 成。本發(fā)明的這種構(gòu)成也允許非常良好、可變和成本低廉的軸向壓緊 或軸承預(yù)緊。在兩個(gè)O形環(huán)設(shè)置在外環(huán)上的這種實(shí)施方式中，可以設(shè)想不同的 構(gòu)成。按照第一替換實(shí)施方案可以設(shè)計(jì)，軸向預(yù)緊借助壓入軸承殼體
內(nèi)的壓環(huán)產(chǎn)生，其作用于一個(gè)o形環(huán)上，而另一個(gè)o形環(huán)則反向支承
在軸承殼體側(cè)構(gòu)成的反向支承凸肩上。在這里也是一方面通過選擇所
使用的o形環(huán)，但另一方面也通過壓環(huán)確定預(yù)緊度并因此還有剛性度。 根據(jù)壓環(huán)壓入軸承殼體內(nèi)多深，兩個(gè)O形環(huán)被相應(yīng)強(qiáng)地壓縮并因此預(yù) 緊。在兩個(gè)O形環(huán)徑向所見支承在外環(huán)以及軸承殼體上后，在這種情
況下二者上也強(qiáng)制性形成徑向預(yù)緊以及軸向預(yù)緊。在外環(huán)本身上依據(jù)
目的地具有徑向向外凸起的反向支承圈，在其兩側(cè)具有各一個(gè)o形環(huán)。 直接由壓環(huán)加壓的o形環(huán)壓向該反向支承圈并因此軸向預(yù)緊，而它徑 向在外環(huán)與軸承殼體之間壓緊。通過反向支承圈此外將第二 O形環(huán)壓
向軸承殼體的反向支承凸肩上，該反向支承凸肩這樣定位，使?jié)L動(dòng)軸
承充填后由于o形環(huán)在反向支承凸肩與反向支承圈之間壓緊而強(qiáng)制性
形成軸向預(yù)緊。共振特性曲線因此可以直接并按照簡單方式進(jìn)行調(diào)整。 一種可替換的實(shí)施方式設(shè)計(jì)，軸承殼體側(cè)具有兩個(gè)凸肩，在其上
面各自抵靠一個(gè)o形環(huán)，其中，外環(huán)上具有用于被軸向和徑向預(yù)緊的 一個(gè)O形環(huán)的至少一個(gè)反向支承凸肩。在這里，在安裝位置上通過外
環(huán)側(cè)的反向支承凸肩與軸承殼體側(cè)的凸肩準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)所述一個(gè)o形環(huán)的幾 何形狀的預(yù)緊，而另一個(gè)o形環(huán)則至少徑向預(yù)緊，無需軸向壓向軸承
殼體側(cè)的凸肩。但本發(fā)明的構(gòu)成可以在該方向上進(jìn)一步構(gòu)成，其中，
外環(huán)上具有用于各一個(gè)O形環(huán)的兩個(gè)反向支承凸肩。在這種構(gòu)成中， 兩個(gè)O形環(huán)軸向和徑向幾何形狀地預(yù)緊。殼體側(cè)凸肩的構(gòu)成依據(jù)目的
通過在軸承殼體上構(gòu)成相應(yīng)的里面容納o形環(huán)的槽實(shí)現(xiàn)。
采用外環(huán)上設(shè)置o形環(huán)的實(shí)施變動(dòng)方案中另一種本發(fā)明替換方案
設(shè)計(jì)，外環(huán)上具有用于兩個(gè)O形環(huán)的一個(gè)共用槽和軸承殼體側(cè)具有凸 肩，O形環(huán)抵靠該凸肩。槽兩側(cè)通過凸肩限定，從而凸肩最終軸向所
見與軸承殼體側(cè)的凸肩對置。在這兩個(gè)凸肩之間實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一個(gè)接一個(gè)且相互接觸設(shè)置的O形環(huán)的軸向壓緊，它們也同樣被徑向壓緊。在這
里，因此在安裝部位上由于凸肩位置再次實(shí)現(xiàn)幾何形狀地預(yù)緊。
o形環(huán)可以由相同的材料或者不同的材料制成或這樣設(shè)計(jì)，使其
具有不同的彈性特性，即使它們由相同的材料制成。作為替換或者附
加，也可以設(shè)想使用不同直徑的O形環(huán)，其中，在這些情況下相應(yīng)的
反向支承段或凸肩同樣在直徑方面相應(yīng)設(shè)定。


本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)來自下面介紹的實(shí)施例以及借助
附圖的說明。其中
圖l示出第一實(shí)施方式主軸系統(tǒng)的剖面局部視圖2示出第二實(shí)施方式主軸系統(tǒng)的剖面局部視圖3示出第三實(shí)施方式主軸系統(tǒng)的剖面局部視圖4示出第四實(shí)施方式主軸系統(tǒng)的剖面局部視圖5示出第五實(shí)施方式主軸系統(tǒng)的剖面局部視圖6示出第六實(shí)施方式主軸系統(tǒng)的剖面局部視圖；以及
圖7示出成套主軸系統(tǒng)的原理圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出第一實(shí)施方式依據(jù)本發(fā)明的主軸系統(tǒng)。所示為主軸2以 及支承其的軸承系統(tǒng)3，包括殼體4連同在這里作為浮動(dòng)軸承構(gòu)成的滾 動(dòng)軸承5。該滾動(dòng)軸承在所示的實(shí)施例中包括作為滾動(dòng)體6的球體，其 在主軸側(cè)的球體滾道7內(nèi)滾動(dòng)并保持在保持架8上。滾動(dòng)軸承5此外 包括外環(huán)9，其通過兩個(gè)環(huán)10徑向減振地支承在軸承殼體4內(nèi)。
由于滾動(dòng)軸承5的浮動(dòng)軸承特性，主軸2可大致徑向運(yùn)動(dòng)。為有 針對性地降低共振部位或共振轉(zhuǎn)速具有壓緊裝置11，其在這里包括兩 個(gè)軸向所見一個(gè)接一個(gè)設(shè)置相互接觸的O形環(huán)12，其優(yōu)選由塑料或者 橡膠材料制成。軸承殼體4內(nèi)壓入優(yōu)選金屬的壓環(huán)13，其利用其端邊壓向兩個(gè)O形環(huán)12左側(cè)的那個(gè)，由此右邊的O形環(huán)12壓向外環(huán)9的 端邊14。兩個(gè)O形環(huán)12因此軸向預(yù)緊并向外環(huán)9施加軸向壓緊力， 由此軸承被軸向壓緊，也就是提高剛性。軸向預(yù)緊力可以按照多種方 式變化。對此一方面是壓環(huán)13壓入軸承殼體內(nèi)多深并因此壓縮兩個(gè)O 形環(huán)12。壓環(huán)13壓入并因此壓縮越深，軸向擠壓力并因此壓緊越大。 另一種變化的可能性在于，關(guān)于O形環(huán)彈性或剛性地選擇所使用的O 形環(huán)。彈性較小并因此可較小變形的O形環(huán)在類似的壓縮情況下施加 高于較軟地調(diào)整的O形環(huán)的軸向預(yù)緊力。
壓緊的類型，也就是軸向和/或者徑向壓緊，在所介紹的所有實(shí)施 方式中均通過各自的O形環(huán)12內(nèi)所標(biāo)注的各自雙箭頭表示。
圖2示出依據(jù)本發(fā)明的主軸系統(tǒng)1的另一實(shí)施方式，其中-也適 用于后面的附圖-在可能的范圍內(nèi)相同的部件使用相同的附圖符號(hào)。 在這里為支承主軸2具有帶球體-滾動(dòng)體6和外環(huán)9的滾動(dòng)軸承5，以 及作為軸承系統(tǒng)3—部分的軸承殼體4。但在這種實(shí)施方式中，兩個(gè)O 形環(huán)12設(shè)置在外環(huán)9的外側(cè)上。外環(huán)9具有反向支承圈 (Gegenlagerbund) 15，在其兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)O形環(huán)12。軸承預(yù)緊在這 里也通過壓入軸承殼體4內(nèi)的壓環(huán)13產(chǎn)生，其再壓向圖2中左側(cè)所示 的O形環(huán)12。右側(cè)的O形環(huán)12反向支承在軸承殼體4的反向支承凸 肩16上。通過壓入壓環(huán)13，在這里兩個(gè)O形環(huán)12也被壓縮，并且在 徑向所見它們?nèi)菁{在外環(huán)9與軸承殼體4的內(nèi)壁之間后，通過這種壓 縮兩個(gè)O形環(huán)12被軸向以及徑向預(yù)緊。在這里，也可以通過壓環(huán)13 的壓入深度直接調(diào)整兩個(gè)O形環(huán)的剛性并因此直接調(diào)整共振特性曲 線。
圖3示出主軸系統(tǒng)1的另一種實(shí)施方式。在這里，兩個(gè)O形環(huán)12 也設(shè)置在滾動(dòng)軸承5外環(huán)9的外側(cè)上。軸承殼體4上構(gòu)成兩個(gè)槽17， 槽內(nèi)容納各一個(gè)O形環(huán)12，其中，兩個(gè)O形環(huán)的直徑不同。圖3中右 側(cè)所示的O形環(huán)直徑上略小于左側(cè)所示的O形環(huán)。在這種構(gòu)成中，僅右側(cè)所示的O形環(huán)12也被軸向預(yù)緊。為此目的，外環(huán)上構(gòu)成反向支承 凸肩18，其在滾動(dòng)軸承5充填和外環(huán)9完全壓入后這樣定位，使O形 環(huán)12在該反向支承凸肩18與軸承殼體的限定槽17的反向支承凸肩16 之間軸向壓緊。徑向壓緊同樣在外環(huán)9與槽17的底部之間進(jìn)行。與此 相反，圖3中左側(cè)所示的O形環(huán)12在通過外環(huán)9沒有向其施加軸向力 后僅徑向預(yù)緊。軸向壓緊在這里僅在幾何形狀上進(jìn)行，這里所示的壓 環(huán)13在這里不與0形環(huán)組共同作用。
圖4示出與圖3的實(shí)施方式類似的主軸系統(tǒng)1。在這里，外環(huán)9 上具有兩個(gè)反向支承凸肩18，其將各自的O形環(huán)12向軸承殼體4上 的各自一個(gè)反向支承凸肩16壓緊。在這里，在壓環(huán)13不與兩個(gè)軸向 一個(gè)接一個(gè)設(shè)置的O形環(huán)12共同作用后，也實(shí)現(xiàn)純幾何形狀上的軸向 壓緊，其在滾動(dòng)軸承5充填和所有部件均處于其安裝位置內(nèi)后產(chǎn)生。 徑向壓緊在這里也以與圖2和3的其他實(shí)施方式中相同的方式產(chǎn)生。
圖5最后示出主軸系統(tǒng)1的另一實(shí)施方式。在這里，外環(huán)9具有 共用的槽19，槽內(nèi)容納兩個(gè)O形環(huán)12。軸承殼體4上再次構(gòu)成在這里 典型傾斜的反向支承凸肩16，其與這里限定槽19的同樣傾斜的另一反 向支承凸肩20這樣共同作用，使在這兩個(gè)凸肩16與20之間軸向壓緊 兩個(gè)0形環(huán)12。 O形環(huán)12在這里相互接觸地處于槽19內(nèi)，在這里安 裝位置上也實(shí)現(xiàn)幾何形狀上的軸向壓緊。徑向壓緊在這里也在軸承殼 體4與槽19的底部之間確定。
圖6示出主軸系統(tǒng)1的另一種實(shí)施方式，其中，外環(huán)9上具有兩 個(gè)槽19，槽內(nèi)容納各自一個(gè)O形環(huán)12。圖6中左側(cè)所示的O形環(huán)12 通過壓環(huán)13軸向加載，它支撐在兩個(gè)槽19之間的隔板上，其中，外 環(huán)通過球體滾道7內(nèi)的滾動(dòng)體排6壓緊。第二 O形環(huán)12在這里軸向不 壓緊，它徑向抵靠在殼體4上。
在這一點(diǎn)上確定，當(dāng)然在根據(jù)圖2-6的實(shí)施方式中也可以使用在材料進(jìn)而彈性或機(jī)械特性方面任意并根據(jù)使用目的確定的O形環(huán)12， 其中，也可以使用具有由不同材料制成的環(huán)的O形環(huán)對。此外，還可 以在調(diào)整軸向壓緊進(jìn)而在影響共振特性曲線方面進(jìn)一步擴(kuò)展變化范圍。
圖7示出這里為摩擦軸的成套主軸系統(tǒng)的原理圖，其中，在這里 舉例如圖2所示的壓緊裝置整體構(gòu)成。所示為軸承殼體4，在該軸承殼 體內(nèi)主軸2以依據(jù)本發(fā)明的方式通過作為浮動(dòng)軸承設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承5支 承并在主軸末端上通過固定軸承21支承。通過固定軸承21使主軸2 軸向固定。通過浮動(dòng)軸承主軸可以徑向偏轉(zhuǎn)，但其在此方面通過固定 軸承保持軸向固定。附圖符號(hào)
1主軸系統(tǒng)
2主軸
軸承系統(tǒng)
4殼體
滾動(dòng)軸承
6滾動(dòng)體
球體滾道
8保持架
9外環(huán)
10環(huán)
11壓緊裝置
12O形環(huán)
13壓環(huán)
14端邊
15反向支承圈
16反向支承凸肩
17槽
18反向支承凸肩
19槽
20反向支承凸肩
21固定軸承
權(quán)利要求
1. 主軸系統(tǒng)，特別是摩擦主軸系統(tǒng)，包括主軸，該主軸至少在一端轉(zhuǎn)動(dòng)支承在軸承系統(tǒng)中，其中，所述軸承系統(tǒng)包括滾動(dòng)軸承，該滾動(dòng)軸承作為浮動(dòng)軸承構(gòu)成并由于主軸偏轉(zhuǎn)而能夠在徑向上相對于位置固定的軸承殼體運(yùn)動(dòng)；以及用于影響轉(zhuǎn)速范圍的裝置，在所述轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能夠出現(xiàn)共振情況，其特征在于，所述裝置(11)包括至少兩個(gè)在軸向上一個(gè)接一個(gè)設(shè)置的O形環(huán)(12)，其中至少一個(gè)作用于所述滾動(dòng)軸承(5)的外環(huán)(9)并被至少軸向預(yù)緊。
2. 按權(quán)利要求l所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于，具有兩個(gè)直接一 個(gè)接一個(gè)且相互接觸設(shè)置的0形環(huán)(12)，其中壓入所述軸承殼體(4) 內(nèi)的壓環(huán)(13)作用于一個(gè)O形環(huán)(12)上，另一個(gè)O形環(huán)(12)在 端側(cè)反向支承在所述外環(huán)(9)上。
3. 按權(quán)利要求l所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)O形環(huán) (12)在外側(cè)設(shè)置在外環(huán)(9)上且在殼體側(cè)被反向支承，其中，兩個(gè)O形環(huán)(12)被軸向壓緊。
4. 按權(quán)利要求3所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述軸向預(yù)緊借 助壓入所述軸承殼體(4)內(nèi)的壓環(huán)(13)產(chǎn)生，所述壓環(huán)作用于所述 一個(gè)O形環(huán)(12)上，而所述另一個(gè)O形環(huán)(12)則反向支承在殼體 側(cè)構(gòu)成的反向支承凸肩(16)上。
5. 按權(quán)利要求4所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述外環(huán)(9) 上具有徑向向外凸起的反向支承圈(15)，在所述反向支承圈兩側(cè)各 具有一個(gè)O形環(huán)(12)。
6. 按權(quán)利要求3所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于，殼體側(cè)具有兩個(gè) 凸肩(16)，在所述凸肩上各自抵靠一個(gè)O形環(huán)(12)，其中，在所述外環(huán)(9)上具有用于被軸向和徑向預(yù)緊的O形環(huán)(12)的至少一個(gè) 反向支承凸肩(18)。
7. 按權(quán)利要求6所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于，在所述外環(huán)(9) 上具有用于各一個(gè)O形環(huán)(12)的兩個(gè)反向支承凸肩(18)。
8. 按權(quán)利要求6或7所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于， 一個(gè)或者兩 個(gè)O形環(huán)(12)容納在所述軸承殼體(4)上所具有的槽(17)內(nèi)。
9. 按權(quán)利要求3所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于，在所述外環(huán)(9) 上具有用于兩個(gè)O形環(huán)(12)的一個(gè)共用槽(19)，并且殼體側(cè)具有 凸肩(16) ， O形環(huán)(12)抵靠所述凸肩。
10. 按前述權(quán)利要求之一所述的主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述兩 個(gè)O形環(huán)(12)具有不同的直徑和/或者由不同的材料制成。
全文摘要
主軸系統(tǒng)，特別是摩擦主軸系統(tǒng)，包括至少在一端上轉(zhuǎn)動(dòng)支承在軸承系統(tǒng)上的主軸，其中，軸承系統(tǒng)包括作為浮動(dòng)軸承構(gòu)成并由于主軸偏轉(zhuǎn)可徑向相對于位置固定的軸承殼體運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承；以及用于影響轉(zhuǎn)速范圍的裝置，在該轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可能出現(xiàn)共振情況，其中，裝置(11)包括至少兩個(gè)軸向一個(gè)接一個(gè)設(shè)置的O形環(huán)(12)，其中至少一個(gè)作用于滾動(dòng)軸承(5)的外環(huán)(9)并被至少軸向預(yù)緊。
文檔編號(hào)F16C35/04GK101532541SQ20091012860
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者烏韋·朱津格, 約亨·迪茨 申請人:謝夫勒兩合公司