CN105339117B - 用于旋转刀具阻尼系统的可移动轴向元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于阻尼系统的可移动轴向元件，包括直线吸收体(1)，其旨在位于壳体(5)中并且包括布置在吸收体(1)的周界上的至少一个环形凹槽(9)，至少一个弹性元件(3)布置在所述至少一个环形凹槽(9)中，所述至少一个弹性元件(3)旨在抵靠所述壳体(5)的内壁支承，其特征在于，吸收体(1)的周界的至少一个凹槽(9)包括：由吸收体(1)的台肩(8)形成的底部；由支承环形唇部(2)的结构形成的边缘，该环形唇部(2)根据所述可移动元件的至少一个轴线滑动地安装在所述台肩(8)的至少一部分上，以形成与所述可移动元件结合的调节设备，以允许对由所述环形唇部(2)施加在安装在吸收体(1)的周界上的所述弹性元件(3)的预应力的控制。

Description

用于旋转刀具阻尼系统的可移动轴向元件

技术领域

本发明涉及用于设备和刀具的阻尼系统领域，并且更具体地涉及用于切削和钻孔设备和刀具的可调节的阻尼系统领域。

背景技术

将刀具安装在马达设备的适配接口通常需要插入中间零件，该中间零件被设计用以限制设备和刀具在运动中的振动。在以旋转方式起作用的刀具的情形中，例如，切削或钻孔刀具，由于由与所切削的零件的材料接触的切削刀具遇到的阻力而可能发生振动。所述径向振动与所切削的零件关于其旋转轴线的旋转运动相干扰。中间阻尼系统使得补偿或消除可能由刀具在旋转期间产生的径向振动成为可能。

通常，所述中间阻尼系统由圆柱形零件形成，圆柱形零件形成壳体，圆柱形吸收体居中地布置在壳体中且通过布置在圆柱形体的周界上的弹性元件保持在适当位置，与圆柱形壳体的内壁接触。吸收体的功能是以与其壳体的圆柱形零件相偏移的相位振动，且因此抑制由切削产生的径向振动并且特别是抑制由切削刀具遇到的阻力产生的径向振动。阻尼/圆柱形体组件然后布置成根据机器和刀具的旋转轴线对齐。各种不同的弹性元件实现吸收体相对于壳体的圆柱形零件的振动运动的阻尼。可以通过修改弹性元件的弹性硬度并且通过给弹性元件预加应力来调节所述阻尼。如果弹性元件/吸收体的刚度还没有被调节，则圆柱形吸收体以随机方式振动且不再执行其阻尼功能。

在公开US 6,443,673中描述了与预加应力机构形成一体的中间阻尼系统的实施例。在这种系统中，吸收体借助于夹持元件被压缩在阻尼装置的圆柱形壳体中的两个弹性体之间。所述夹持元件形成阻尼装置的圆柱形壳体的组成部分且形成用于相对于阻尼装置的轴线偏心安装的夹持弹性体的坡道。如果这种设备使得获得其中能够调节阻尼能力的阻尼系统成为可能，则所述设备具有不能够与现有的圆柱形壳体零件形成一体的缺点。

文献DE 1897206提出通过使用给安装在吸收体上的弹性体预加应力的机构来控制阻尼的可替代方式。在该实施例中，弹性体定位在位于吸收体的端部处的台肩上且吸收体的体积相对于定位在那里的弹性体减少。加应力机构需要插入一个靠近台肩安装的圆盘来使得在圆盘朝向台肩位移期间能够对弹性体的超过台肩的那一部分加压。然而，这种系统的缺点不仅在于其产生圆盘对弹性体的干扰扭转或剪切应力，而且在于一方面迫使弹性体定位在吸收体的端部且另一方面引起弹性体的干扰夹捏(interfering pinching)，这降低压缩的效率。所述干扰挤捏涉及弹性体的超过台肩且容易地夹捏在圆盘和吸收体的端部之间的那一部分。

发明内容

本发明的目的特别是通过提出一种阻尼设备来克服所述缺点，在所述阻尼设备中，阻尼可以被调节且可以安装或与现有的壳体零件形成一体，同时确保最佳应力或预应力，其通过一个或多个弹性体元件有效地调节和控制。

本发明的主题因此是一种用于阻尼系统的可移动轴向元件，包括直线吸收体，所述吸收体设计成位于壳体中并且包括布置在所述吸收体的周界上的至少一个环形凹槽，并且至少一个弹性元件被布置在所述至少一个环形凹槽中，所述至少一个弹性元件设计成抵靠在所述壳体的内壁支承，其特征在于，所述吸收体的周界的所述至少一个环形凹槽包括：

-由所述吸收体的台肩形成的基部，

-由支承环形唇部的结构形成的边缘，所述环形唇部根据所述可移动元件的至少一个轴线以滑动方式安装在所述台肩的至少一部分上，以形成与所述可移动元件成一体的调节设备，以实现对由所述环形唇部施加在安装在所述吸收体的周界上的所述弹性元件上的预应力的控制，在所述环形唇部不相对于所述弹性元件旋转的情况下产生所述预应力。

本发明的主题还是一种用于抑制安装在机器上的车削、钻孔、铣削或加工刀具的径向振动的系统，所述刀具能够相对于加工的零件旋转地移动，所述系统包括形成轴向壳体的中空圆柱体，其特征在于，所述系统将根据本发明的可移除轴向元件整合到其壳体内。

附图说明

在以下说明中更详细地阐述本发明，以下说明涉及作为非限制性示例给出的优选实施例并参考附图阐述以下说明，在附图中：

图1是与根据本发明的可移除轴向元件形成一体的阻尼系统的示例性示意图，

图2是包括吸收体的根据本发明的可移除轴向元件的示意性示例。

具体实施方式

本发明涉及用于阻尼系统的可移动轴向元件，其包括直线吸收体1，该直线吸收体1设计成定位在壳体5中并且包括布置在吸收体1的周界上的至少一个环形凹槽9，并且至少一个弹性元件3布置在环形凹槽9中，该弹性元件3设计成抵靠壳体5的内壁支承，其特征在于，吸收体1的周界的至少一个凹槽9包括：

-由吸收体1的台肩8形成的基部，

-由支承环形唇部2的结构形成的边缘，该环形唇部2根据可移动元件的至少一个轴线以滑动方式安装在台肩8的至少一部分上，以形成与可移动元件成一体的调节设备，以便实现对由环形唇部2施加在安装在吸收体1的周界上的弹性元件3上的预应力的控制，在环形唇部2不相对于弹性元件3旋转的情况下产生预应力。

当可移动轴向元件定位在阻尼系统的壳体5中时，可移动元件的吸收体1具有足够的惯性来减少或抑制与阻尼系统相关联的刀具的径向振动。根据本发明的特定的非限制性特征，所述吸收体1可以至少部分地通过具有在整个所述吸收体内的质量分布的钨合金形成，其可以是均质的或者非均匀的。根据本发明的优选的非限制性实施例，可移动元件具有圆柱形横截面，该圆柱形横截面被布置成插入阻尼系统的具有圆柱形横截面的壳体内。

当可移动轴向元件在壳体5中时，安装在可移动轴向元件的周界上且抵靠系统的壳体5的内壁支承的一个或多个弹性元件3将吸收体1悬挂在壳体5中，从而径向地定位所述吸收体1，即通过使所述吸收体1在壳体5中居中。吸收体1与不同的弹性元件3一起限制和吸收振动。该振动的吸收然后是弹性元件3的刚性的函数，所述弹性元件3接触式定位成在一方面轴向地可移动的轴向元件的凹槽9和另一方面径向地系统的壳体5的内壁之间。通过调节弹性元件3的刚性且因此调解它们的阻尼能力来执行对吸收的控制。然后，通过在可移动元件静止时将所述弹性元件3预加应力到较大或较小程度来调节刚性。

在一个位置中施加在弹性元件3上的预加应力的量越大，所述元件3的刚性的增加就越大，这一起降低它们吸收振动的能力。为此原因，可移动轴向元件在阻尼系统的壳体5中的可移动性也降低。

在根据非限制性实施例的本发明的范围内，通过与可移动轴向元件形成一体的设备来执行对弹性元件3的预加应力的控制和调节。所述设备特别是通过环形唇部2形成，该环形唇部2实现对凹槽9的体积的调节，其中弹性元件3定位在凹槽9中。该体积的调节意味着通过压缩，弹性元件3可以承受预加应力。体积的控制和调节因此实现了对弹性元件3的预加应力的控制和调节。通过将环形唇部2抵靠弹性元件3支承的结构直线轴向位移，产生对弹性元件3的预加应力。借助于轴向和直线位移，该预加应力能够限制或抑制在环形唇部2和弹性元件3之间的剪切和扭转力的产生。

因此，本发明的阻尼设备包括容纳在吸收体1的周界的凹槽9中的至少一个弹性元件3，该凹槽9包括：

-由吸收体1的台肩8形成的基部，

-由环形唇部2形成的边缘，该环形唇部2根据可移动元件的至少一个轴线以滑动方式安装在台肩8的至少一部分上，以形成用于调节和控制施加在安装于吸收体1的周界上的弹性元件3上的预应力的设备。

通过吸收体1的在可移动元件的台肩8的水平高度处的周界形成环形凹槽9的基部，环形凹槽9的基部形成壳体(弹性元件3定位在其中)。然后，所述环形凹槽9的边缘中的一个边缘由环形唇部2形成，环形唇部2安装成能够在可移动元件的台肩8的表面上平移地移动。为了能够在所述台肩8上滑动，环形唇部2具有与可移动元件的台肩8的横截面的直径基本上相等或略微大于该直径的内径。应注意，所述环形唇部2可以由如下结构支撑，该结构包围、装配于或盖住可移动元件的吸收体1的一个端部，以便能够根据所述吸收体1的轴线平移移动。所述环形唇部2的位移使得环形凹槽9的边缘的位移成为可能且通过加大或减小环形凹槽9的体积产生或修改施加在弹性元件3上的预应力。

根据本发明的特定非限制性特征，轴向元件包括多个凹槽9，每一个凹槽9容纳相应的弹性元件3，凹槽9沿着吸收体1的台肩8的一部分形成有可变宽度，其中至少一个可移动边缘由滑动垫片4形成，滑动垫片4将两个并置的凹槽9分开，且滑动垫片4具有与吸收体1的该一部分的台肩8的尺寸对应的内部尺寸。

实施例的该特定特征使得在台肩8的长度的相同部分中定位多个并置的环形凹槽9成为可能，每一个环形凹槽9配备有相应的弹性元件3。所述不同凹槽9然后被滑动垫片4分开，滑动垫片4因此形成由两个接连的凹槽9共享的壁。在一系列并置的凹槽中，仅位于端部处凹槽使它们的壁的边缘中的一个由除滑动垫片4以外的元件形成。因此，最靠近吸收体1的一个端部的凹槽9一方面包括由滑动垫片4形成的边缘且另一方面包括由环形唇部2形成的边缘。同样，最远离所述唇部2的凹槽9一方面具有由滑动垫片4形成的边缘且另一方面具有由台肩8形成的最远离所述唇部2的边缘，即，垫片4在其上滑动的横截面、弹性元件3和带有可移动元件的吸收体的未减小的直径的横截面之间的直径差异。由台肩8形成的所述边缘形成止挡，容纳在凹槽9中的弹性元件3和分离凹槽的垫片4通过被环形唇部2在平移中挤压而抵靠所述止挡滑动。该特定实施例，借助于弹性元件3和垫片4的滑动，实现由环形唇部2施加在不同的弹性元件3上的预应力的均匀分布。

根据本发明的优选非限制性实施例，环形唇部2根据吸收体1的轴线平移地与夹持结构6结合，其中夹持结构6一方面与吸收体1的一部分形成轴向相互作用且另一方面与支承环形唇部2的结构形成直接或间接轴向相互作用。该类型的结构使得通过简单的螺接/拧松操作来调节由环形唇部2施加在弹性元件3上的预应力成为可能。

根据第一实施例变型，环形唇部2经由螺纹/攻丝而与吸收体1的表面直接相互作用。例如，环形唇部2的内表面可以具有与吸收体1的台肩8的周界表面上的螺纹配合的攻丝。可替代地，环形唇部2可以安装于或与自身安装到吸收体1的一个端部且包括与吸收体1的攻丝开口相互作用的螺纹轴的结构形成一体。

根据第二实施例，夹持结构6由螺纹杆形成，螺纹杆设有限定环形唇部2根据平移轴线的位移的止挡，所述止挡与布置在吸收体1的一个端部的攻丝开口相互作用，且夹持结构6还配置有致动接口。这种类型的布置能够控制环形唇部2的滑动，且止挡限制环形唇部2响应于弹性元件4的压缩的位移，而无需施加在所述唇部2上的螺纹杆的旋转。根据优选实施例，止挡因此防止环形唇部2滑出可移动轴向元件。所述止挡还能够使抵靠弹性元件3推动环形唇部2并且承受通过拧动螺纹杆而产生的预应力成为可能。

根据本发明的一个特定的非限制性实施例，环形唇部2安装成平移地滑动且借助于至少一个轴向引导元件7相对于吸收体1被旋转地锁定，该至少一个轴向引导元件7包括插入吸收体1的一端处的开口内的第一部分和/或插入支撑环形唇部2的结构2b的适配开口内的第二部分。优选地，所述轴向引导元件7相对于可移动元件的轴线偏心。

根据优选实施例，本发明的轴向元件包括弹性元件3，该弹性元件3位于吸收体1的处在吸收体1的每一端处的部分的周界上，并且通过对称地布置的相应的调节和控制设备来调节/控制弹性元件3的预应力。可移动轴向元件因此根据垂直于可移动元件的轴线的平面具有对称布置。

根据该优选实施例的第一示例，该类型的布置能够布置位于轴向元件的每一端处的弹性元件3组的控制和调节设备。该布置能够获得对弹性元件3组的每一组的不同调节且因此使可移动轴向元件的长度承受各种不同振动的吸收。

根据该优选实施例的第二示例，夹持和调节设备通过共同的夹持结构6被联合地致动。为了实现这点，环形唇部2对称地布置，以及弹性元件3和形成用于分离弹性元件3的壁的垫片4也对称地布置。然而，夹持结构6被单个接口共享和致动。位于可移动轴向元件的每一端的环形唇部2的该联合致动的示例是夹持结构6，该夹持结构6由两个直线零件形成，以形成杆，直线零件中的每一个在第一端具有与相应的环形唇部2直接或间接相互作用的止挡且在第二端具有用于实现与夹持结构6的其它直线部分的轴向相互作用(例如螺纹/攻丝)的接口。所述夹持结构6布置成形成在吸收体1的轴线上穿过吸收体1的轴向元件，杆的两个部分以其止挡将环形唇部2夹持到吸收体1，且在其相应的第二端部处汇合。在所述第二端部，两个部分中的第一个包括用于与夹持杆的第二部分的相应端部上的攻丝配合的螺纹。两个部分中的第一个然后安装成与吸收体1在旋转上固定且自由地平移，而两个部分中的第二个被安装成自由地旋转和平移。夹持杆的第二部分相对于杆的第一部分的轴向旋转涉及修改杆的长度且一起联合地移动或者将环形唇部2相对于彼此间隔开。在台肩8的表面上滑动的环形唇部2的接近或同时间隔开产生了不同的弹性元件3和将弹性元件3分开的垫片4的均匀预应力。根据实施例的优选特征，夹持杆相对于吸收体1自由地旋转和平移的第二部分具有致动接口。

根据本发明的补充性特定的非限制性实施例，用于调节轴向元件的设备与用于使由环形唇部2施加在弹性元件3上的预应力转位的机构形成一体。转位机构的非限制性示例可以由在支承环形唇部2的结构2b上标记的刻度组成，与之相对，夹持结构6的一个端部处标记的指示器与夹持结构6的轴向枢转联合地位移。

本发明还涉及用于抑制安装成能够在机器上旋转地移动的刀具的径向振动的系统，该系统由形成轴向壳体的中空圆柱体形成，其特征在于，其将根据本发明的可移除轴向元件整合到其壳体5内。

根据本发明的一个特定特征，振动阻尼系统的特征在于，壳体5的一个端部包括开口，该开口能够接入用于致动用于调节和控制至少一个弹性元件3的弹性的至少一个设备的接口，弹性元件3安装在可移动元件的吸收体1的周界上。该布置能够直接从壳体5的外部调节可移动元件的阻尼，而不必从壳体5移除可移动元件。而且，可以从在形成壳体5且与致动接口相对地定位的结构中的开口执行所述致动。

当然，本发明不限于附图中描述的和表示的实施例。在本身不偏离本发明的保护范围的情况下，修改仍是可能的，特别是从各个实施例的构成的角度上看或者通过替换等同技术。

Claims (10)

1.用于阻尼系统的可移动轴向元件，包括直线吸收体(1)，所述吸收体(1)设计成位于壳体(5)中并且包括布置在所述吸收体(1)的周界上的环形凹槽(9)，并且弹性元件(3)被布置在所述环形凹槽(9)中，所述弹性元件(3)设计成抵靠在所述壳体(5)的内壁支承，其特征在于，所述吸收体(1)的周界的环形凹槽(9)包括：

-由所述吸收体(1)的台肩(8)形成的基部，

-由支承环形唇部(2)的结构形成的边缘，所述环形唇部(2)根据所述可移动轴向元件的至少一个轴线以滑动方式安装在所述台肩(8)的至少一部分上，以形成与所述可移动轴向元件一体的调节设备，以实现对由所述环形唇部(2)施加在安装在所述吸收体(1)的周界上的所述弹性元件(3)的预应力的控制，在所述环形唇部(2)不相对于所述弹性元件(3)旋转的情况下产生所述预应力，其中，所述轴向元件包括多个所述环形凹槽(9)，每个所述环形凹槽(9)容纳相应的弹性元件(3)，所述环形凹槽(9)沿所述吸收体(1)的所述台肩(8)的一部分具有可变宽度，且所述环形凹槽(9)具有至少一个可移动边缘，其由使两个并置的环形凹槽(9)分开的滑动垫片(4)形成，所述滑动垫片(4)具有与所述吸收体(1)的所述一部分的所述台肩(8)的尺寸对应的内部尺寸。

2.根据权利要求1所述的可移动轴向元件，其特征在于，所述环形唇部(2)根据所述吸收体(1)的轴线平移地连接到夹持结构(6)，所述夹持结构(6)一方面与所述吸收体(1)的一部分形成轴向相互作用且另一方面与支承所述环形唇部(2)的结构直接或间接形成轴向相互作用。

3.根据权利要求2所述的可移动轴向元件，其特征在于，所述夹持结构(6)由设有止挡的螺纹杆形成，所述止挡限制所述环形唇部(2)根据平移轴线的位移并且与布置在所述吸收体(1)的一端处的攻丝开口相互作用，且所述夹持结构(6)也设置有致动接口。

4.根据权利要求1或2所述的可移动轴向元件，其特征在于，所述环形唇部(2)安装成平移地滑动且借助于至少一个引导轴向元件(7)而相对于所述吸收体(1)被旋转锁定，所述至少一个引导轴向元件(7)包括插入位于所述吸收体(1)的一端处的开口内的第一部分和/或插入支承所述环形唇部(2)的结构(2b)的适配开口内的第二部分。

5.根据权利要求1或2所述的可移动轴向元件，其特征在于，所述轴向元件包括弹性元件(3)，所述弹性元件(3)定位在所述吸收体(1)的位于所述吸收体(1)的每一端处的部分的周界上，并且通过对称地布置的相应的调节和控制设备来调整/控制所述弹性元件(3)的预应力。

6.根据权利要求1或2所述的可移动轴向元件，其特征在于，夹持设备和所述调节设备被共同的夹持结构(6)联合地致动。

7.根据权利要求1或2所述的可移动轴向元件，其特征在于，所述调节设备与用于转位由所述环形唇部(2)施加在所述弹性元件(3)上的预应力的机构形成一体。

8.一种用于抑制安装在机器上的加工刀具的径向振动的阻尼振动系统，所述刀具能够相对于加工的零件旋转地移动，所述系统包括形成轴向壳体(5)的中空圆柱体，其特征在于，所述系统将根据权利要求1至7中任一项所述的可移动轴向元件整合到其壳体(5)内。

9.根据权利要求8所述的阻尼振动系统，其特征在于，所述壳体(5)的一端包括开口，该开口允许接入用于调节和控制施加在所述弹性元件(3)上的预应力的至少一个设备的致动接口，所述弹性元件(3)被安装在所述可移动轴向元件的所述吸收体(1)的周界上。

10.根据权利要求8所述的阻尼振动系统，其特征在于，所述加工刀具包括车削刀具、钻孔刀具或铣削刀具。