CN105257696A - 具有支撑装置和横向可移动的转动轴承的主轴支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有主轴（11）的主轴支承装置（10），该主轴能够关于纵轴线（13）而转动，其中，所述主轴（11）至少以区段的方式由支撑体（20）包围，其中，在所述主轴（11）和所述支撑体（20）之间布置了分离的转动轴承（50）和支撑装置（30），其中，所述转动轴承（50）保持在支撑装置（30）中。根据本发明，在所述支撑装置（30）和所述转动轴承（50）之间设置了径向的自由腔（60），其中，所述转动轴承（50）横向于纵轴线（13）可移动地并且沿着纵轴线（13）不可移动地保持在所述支撑装置（30）中。

Description

具有支撑装置和横向可移动的转动轴承的主轴支承装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的主轴支承装置。

背景技术

从DE102009007958B4中已知一种主轴支承装置，该主轴支承装置是电动缸的组成部分。所述主轴支承装置包括主轴、即螺纹主轴，该螺纹主轴能够关于纵轴线而转动。所述主轴由支撑体包围，该支撑体由电动缸的管状的活塞杆构成。在所述主轴和支撑体之间布置了分离的转动轴承和支撑装置。所述转动轴承是以径向深沟球轴承的形式构造的，其外环被保持在所述支撑装置中的相匹配的孔中。相对于支撑装置，所提到的外环不仅沿着纵向不可移动地定向而且横向于纵向不可移动地定向。在所述支撑装置的外周面上布置了弹簧区域，所述支撑装置利用该弹簧区域在内部靠置在所述支撑体上。由于所述弹簧区域的柔韧性，所述主轴关于支撑体的偏心位置能够得以平衡。

已知的主轴支承装置的缺点在于，所述弹簧区域必须具有较高的刚性，从而所述主轴的弯曲临界的转速通过所述主轴支承装置而得到显著地提高。对主轴和支撑体之间的较大的、由公差引起的偏心率来说，由此导致了对所述转动轴承的径向负载，该径向负载降低了其寿命。

发明内容

根据独立权利要求提出，在所述支撑装置和所述转动轴承之间设置了径向的自由腔，其中，所述转动轴承横向于纵轴线可移动并且沿着纵轴线不可移动地保持在所述支撑装置中。由于所述转动轴承在所述支撑装置中沿着径向的可移动性，能够毫无问题地平衡主轴和支撑体之间的偏心率，而不造成对转动轴承的额外的负载。在支撑装置上的已知的弹簧区域便不再必要。

所述转动轴承优选地具有内环和外环，在它们之间布置了极为优选的多个分离的滚动体。所述主轴优选是螺纹主轴，该螺纹主轴与螺母处于螺纹嵌接中，极为优选的是通过无限环绕的滚动体。

在从属权利要求中给出了本发明的有利的改型方案和改进方案。

优选的是，将所述转动轴承沿着纵轴线的方向在预紧力的条件下保持在所述支撑装置中。这导致的是，在转动轴承在支撑装置中的根据本发明的横向移动的情况下，摩擦力作用到所述转动轴承上。由于所述摩擦力，所述主轴的弯曲振动得到阻尼，该弯曲振动通过所述主轴的转动而被激励。此外被利用的是，在所述转动轴承完全能够相对于所述支撑装置移动之前，首先必须克服静摩擦力。接着，所述主轴的弯曲临界的转速升高。

在此要注意的是，在转动轴承和支撑装置之间的移动通常仅仅一次地、在装配所述主轴支承装置的情况下为了公差补偿而进行。或许，对很长的主轴来说，主轴端部的弹性的位移由于重力而向下进行。这种位移是取决于根据本发明的主轴支承装置和螺母之间的间距。因而在所述螺纹传动装置（Gewindetrieb）的每个行程中，所述位移会变化。之后的由摩擦引起的磨损却是如此地小，从而该磨损无关紧要。只要振动阻尼足够大，那么在所述主轴的每个回转中就不发生径向的滑动位移。

优选的是，所述支撑装置具有第一套筒，该套筒横向于纵轴线不可移动地支撑在支撑体上或者主轴上，其中，所述转动轴承横向于纵轴线不可移动地支撑在相应的其它的部分、主轴或者支撑体上。由此保证的是，径向的公差补偿仅通过转动轴承和支撑装置之间的径向相对移动来进行。在剩余的部分之间不发生径向的相对移动，该相对移动会影响所述主轴的弯曲临界的转速。

所述第一套筒优选由塑料制成，极为优选地由聚甲醛（POM）或聚四氟乙烯（PTFE）制成。所述第一套筒优选是环状构造的。所述第一套筒优选地沿着纵轴线的方向可滑移地支撑在所述支撑体上。相应的滑移面优选地关于所述纵轴线是圆柱状构造的。所述转动轴承优选地直接靠置在所提到的其它的部分上。所述转动轴承极为优选地固定在所述主轴的端部上的轴颈上。

优选的是，所述支撑装置具有与第一套筒分离的第二套筒，其中，所述第一套筒具有第一纵向端面，该纵向端面对置第二套筒上的第二纵向端面，其中，所述转动轴承横向于纵轴线可滑动地靠置在第一和第二端面上。由此实现了转动轴承和支撑装置之间的、横向于纵轴线的所提出的可移动性。

优选的是，第一和/或第二端面由弹性体制成。弹性体典型地具有较高的摩擦系数，从而它们产生了尤其好的振动阻尼。由此还实现了径向的自由腔的密封，从而位于其内部的流体不能够流出。所述弹性体优选指的是氟橡胶、尤其是根据DINISO1629的型号FKM。

优选的是，第一和/或第二端面分别是由分离的密封环构成的，该密封环固定地保持在所配设的、剩余的（verbleibenen）套筒上。这样的支撑装置是能够尤其简单和成本低廉地制造的。当然同样能够设想的是，所提到的弹性体与由相对较为刚性的塑料制成的剩余的套筒一件式地相连接，例如借助于塑料注塑机中的注塑包封。

优选的是，在第一和/或第二端面和转动轴承之间安装了碟形弹簧或弹簧片。由此能够实现在转动轴承和支撑装置之间的尤其高的预紧力，该预紧力还能够被精准地设定。在该实施方式中，优选地省去了纵向端面上的上文所提出的弹性体。或许能够设想的是，将密封环平行地布置在所提出的弹簧的附近，以便利用其密封效果。

优选的是，所述第二套筒连同第一保险环被保持在第一套筒上。相应的支撑装置是能够简单地且成本低廉地制造的。此外，尤其在修理的情况下能够拆卸该支撑装置。

优选的是，用液体填充所述径向的自由腔，该液体优选具有大于100mPa·s的粘性。对这样的液体来说的例子是润滑脂或者粘土。由此，除了上文论及的固体摩擦之外，在转动轴承和支撑装置之间径向相对运动的情况下还产生了液体摩擦。为了能够振动，所述主轴的端部必须将粘稠的液体在经由O形环密封的自由腔中往复地移动。相应的流体动力的摩擦非常强烈地阻尼了所述主轴的所提到的弯曲振动。当然也能够设想的是，如此大地设计所述液体摩擦，从而相对于此能够忽视上文提出的固体摩擦。由此，能够减小在所提出的弹性体上的磨损。

优选的是，在第一套筒的背离所述转动轴承的周面上设置了至少一个沿着纵轴线的方向走向的纵向槽。由此实现的是，空气能够在支撑装置和转动轴承上流过。尤其是当所述主轴支承装置应用在电动缸中时，便由此避免了空气压力在电动缸体内部由于其升降运动或者说行程运动而导致的升高。

优选的是，第一套筒的背离所述转动轴承的周面具有至少一个环状的、围绕所述纵轴线环绕的支撑突起，该支撑突起在预紧力的条件下靠置在所述支撑体或者主轴上，其中，该支撑突起在需要的情况下由至少一个纵向槽中断。由此能够保险地避免主轴支承装置中的间隙。这样的间隙会在主轴的弯曲振动的情况下导致不被期望的噪音发展。

优选的是，如此大地设定在所述支撑装置和所述转动轴承之间的预紧力，使得在所述支撑装置和所述转动轴承之间关于纵轴线扭转（Verdrehung）的情况下的摩擦转矩大于所述转动轴承在关于纵轴线扭转的情况下的摩擦转矩。由此避免了所述支撑装置上的磨损。所述转动轴承能够由于其结构形式而在较长的时间段上几乎无磨损地承受（aufnehmen）所提到的转动。

根据本发明的主轴支承装置优选应用在电动缸中，其中，所述电动缸具有壳体，从该壳体中沿着纵轴线的方向线性可移动地伸出了管状的支撑体，其中，所述主轴的端部伸入所述支撑体中，其中，所述转动轴承和所述支撑装置布置在所述主轴的所提到的端部上。在该情况中，所述支撑体常常被描述为活塞杆或者心轴套筒（Ponole）。

可理解的是，前面所提到并且在下文还要阐释的特征不仅能应用在各个被说明的组合中而且被用在其它组合中或单独中，而不离开本发明的框架。

附图说明

下文依据附图具体地阐释本发明。其中：

图1是根据本发明的主轴支承装置的纵向截面；

图2是具有转动轴承的支撑装置的部分纵向截面；并且

图3是具有转动轴承的支撑装置的分解视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的主轴支承装置10的纵向截面。所述主轴支承装置10优选是在DE202011108113U1中所描述的电动缸的组成部分。将DE202011108113U1的全部内容作为参考并且使之成为本申请的内容。

所述主轴支承装置10具有管状的支撑体20，该支撑体构成了电动缸的活塞杆。所述支撑体20在其内周面21上是圆柱状地构造。相应的外周面可圆柱状地构造，其中，该外周面可具有截平部。基本上，同轴于所提到的内周面21布置了所述主轴11，该主轴能够关于纵轴线13而转动。所述主轴11优选指的是螺纹主轴。在所述主轴11的端部15上设置了圆柱形的轴颈14，其直径小于主轴上的螺纹的直径。在所述轴颈14上利用第二保险环12固定了转动轴承50。所述转动轴承50优选指的是径向深沟球轴承。在转动轴承50的外环和支撑体20的内周面21之间布置了支撑装置30。

图2示出了所述支撑装置30连同所述转动轴承50的部分纵向截面。所述支撑装置30是由第一套筒和分离的第二套筒31；40组成的。所述第一套筒31沿着纵轴线方向的宽度比第二套筒40和转动轴承50的宽度的总和稍大。所述第一和第二套筒31；40主要是由比较硬的塑料例如聚甲醛（POM）制成的。在所述第一或第二纵向端面36的区域中，它们却是由弹性体制成的。所述第一和第二纵向端面36；42当前是由以O形环为形式的、分离的密封环32构成的，该密封环由氟橡胶制成。这样的材料例如已知为商品名称Viton。

所述第一套筒31在侧面利用轴环（Bund）37包围嵌接了转动轴承50的外环52。在该轴环37中布置了第一槽38，在该槽中容纳了所提到的密封环32，该密封环靠置在所述外环52的所配设的侧面上。在这种情况中，第一槽38沿着纵轴线方向的深度被如此小地设计，使得即使所述密封环32被置于预紧力下，该密封环也从所述第一套筒31中向外伸出。所述外环52因而沿着纵轴线的方向独自地（allein）靠置在密封环32上。

在径向上，在转动轴承50的外环52和第一套筒31之间设置了自由腔60。只有当所述主轴精准地同心于支撑体的内周面而布置时，这个自由腔60横向于纵轴线的高度在周向上才是恒定的。对在所述主轴和支撑体之间的、由公差引起的偏心率来说，自由腔60在外环52的周向上的高度会变化。在极端情况中可发生的是，所述外环52在一个部位上沿着径向靠置在第一套筒31上。

可以用粘稠的液体、例如润滑脂或者粘土来填充所述自由腔60，以便产生对所述主轴的弯曲振动的额外的阻尼。

所述第二套筒40在内部带有间隙地或者以较小的预紧力地容纳在第一套筒31中。所述第二套筒利用第一保险环41沿着纵轴线方向形状配合地固定在第一套筒31上。所述第二套筒40与第一套筒31共同限定了第二槽43，将该第二槽与对置的第一槽38镜面对称地构造。正如在第一槽38中那样，在所述第二槽43中容纳了相同的密封环32。

在图2中还可看出转动轴承的球状的滚动体53和内环51。此外示出了第二保险环12，其中，未示出主轴上所配设的轴颈（图1中附图标记14）。

图3示出了具有转动轴承50的支撑装置30的分解视图。在第一套筒31的外周面上设置了沿着纵轴线13的方向走向的多个纵向槽34，这些纵向槽均匀分布地布置在第一套筒31的周边上。在第一套筒31的外周面上还布置了两个环状环绕的支撑突起33。所述支撑突起33用较小的预紧力在内部靠置在所述支撑体（图1中的附图标记20）上。在这种情况中，所述支撑突起由纵向槽34中断，从而不阻碍上文所论及的空气交换。所述支撑突起33布置在第一套筒31的两个对置的纵向端部上。

在第一套筒31中还布置了两个装配凹陷35。所述装配凹陷35以180°相互对置地布置在第一套筒31的纵向端部上，第二套筒40位于所述纵向端部上。当完全装配了支撑装置30时，所述第一保险环41可以经由装配凹陷35来接近。由此，该保险环能够与第一套筒31脱离嵌接，以便拆卸第二套筒40。

附图标记列表

10主轴支承装置

11主轴

12第二保险环

13纵轴线

14轴颈

15主轴的端部

20支撑体

21支撑体的内周面

30支撑装置

31第一套筒

32密封环

33支撑突起

34纵向槽

35装配凹陷

36第一纵向端面

37轴环

38第一槽

40第二套筒

41第一保险环

42第二纵向端面

43第二槽

50转动轴承

51内环

52外环

53滚动体

60自由腔。

Claims (13)

1.具有主轴（11）的主轴支承装置（10），该主轴能够关于纵轴线（13）转动，其中，所述主轴（11）至少以区段的方式由支撑体（20）包围，其中，在所述主轴（11）和所述支撑体（20）之间布置了分离的转动轴承（50）和支撑装置（30），其中，所述转动轴承（50）保持在支撑装置（30）中，

其特征在于，在所述支撑装置（30）和所述转动轴承（50）之间设置了径向的自由腔（60），其中，所述转动轴承（50）横向于纵轴线（13）能移动地并且沿着纵轴线（13）的方向不能移动地保持在所述支撑装置（30）中。

2.按照权利要求1所述的主轴支承装置，

其中，所述转动轴承（50）沿着纵轴线（13）的方向在预紧力下保持在所述支撑装置（30）中。

3.按照前述权利要求中任一项所述的主轴支承装置，

其中，所述支撑装置（30）具有第一套筒（31），该第一套筒横向于纵轴线（13）不能移动地支撑在支撑体（20）上或者主轴（11）上，其中，所述转动轴承（50）横向于纵轴线（13）不能移动地支撑在其它的部分、主轴（11）或者支撑体（20）上。

4.按照前述权利要求中任一项所述的主轴支承装置，

其中，所述支撑装置（30）具有与第一套筒（31）分离的第二套筒（40），其中，所述第一套筒（31）具有第一纵向端面（36），该第一纵向端面对置第二套筒（40）上的第二纵向端面（42），其中，所述转动轴承（50）横向于纵轴线（13）能滑移地靠置在第一和第二端面（36；42）上。

5.按照权利要求4所述的主轴支承装置，

其中，所述第一和/或第二端面（36；42）由弹性体制成。

6.按照权利要求5所述的主轴支承装置，

其中，所述第一和/或第二端面（36；42）分别由分离的密封环（32）构成，该密封环固定地保持在所配设的、剩余的套筒（31；40）上。

7.按照权利要求4所述的主轴支承装置，

其中，在第一和/或第二端面（36；42）与转动轴承（50）之间安装了碟形弹簧或弹簧片。

8.按照权利要求4到7中任一项所述的主轴支承装置，

其中，所述第二套筒（40）利用第一保险环（41）保持在第一套筒（31）上。

9.按照前述权利要求中任一项所述的主轴支承装置，

其中，所述径向的自由腔（60）利用液体填充，该液体优选具有大于100mPa·s的粘性。

10.按照权利要求3到9中任一项所述的主轴支承装置，

其中，在第一套筒（31）的背离所述转动轴承（50）的周面上设置了至少一个沿着纵轴线（13）的方向走向的纵向槽（34）。

11.按照权利要求3到10中任一项所述的主轴支承装置，

其中，第一套筒（31）的背离所述转动轴承（50）的周面具有至少一个环状的、围绕所述纵轴线（13）环绕的支撑突起（33），所述支撑突起在预紧力下靠置在所述支撑体（20）或者主轴（11）上，其中，所述支撑突起在需要的情况下由至少一个纵向槽（34）中断。

12.按照前述权利要求中任一项所述的主轴支承装置，

其中，如此大地设定在所述支撑装置（30）和所述转动轴承（50）之间的预紧力，使得在所述支撑装置（30）和所述转动轴承（50）之间关于纵轴线（13）扭转的情况下的摩擦转矩大于所述转动轴承（50）在关于纵轴线（13）扭转的情况下的摩擦转矩。

13.电动缸，具有按前述权利要求中任一项所述的主轴支承装置（10），

其中，所述电动缸具有壳体，从该壳体中沿着纵轴线（13）的方向线性能移动地伸出管状的支撑体（20），其中，所述主轴（11）的端部（15）伸入所述支撑体（20）中，其中，所述转动轴承（50）和所述支撑装置（30）布置在所述主轴（11）的所述端部（15）上。