带有辅助支承装置的平衡设备制造方法及图纸

一种用于测量测试物的转动不平衡的设备，包括：带主轴１１的主轴单元７，该主轴单元用于保持所述测试物１７并能以试验转速转动；和保持件悬置装置４９，借助该保持件悬置装置将所述主轴单元７以能往复摆动的方式固定在机座１上，使得该主轴单元７能通过在测量工作中出现的不平衡力而在一预定的测量方向Ｍ上振动；以及传感器装置６１，该传感器装置在所述主轴１１转动时检测至少一个在测量方向Ｍ上出现的不平衡特征量，其中，所述主轴单元７通过至少一个辅助支承装置７３，７５，７７；７９；８９，９１，１０１来支撑，所述至少一个辅助支承装置只能在所述测量方向Ｍ的垂向Ｎ的方向上传递力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有辅助支承装置的平衡设备本专利技术涉及测量物体例如机床部件或刀夹/工具固定装置的转动不平衡的设备。现代的回转式机床如钻床或铣床的主轴不少是以20000转/分钟以上的很高转速工作的。在这样的转速下，较小的不平衡就会导致大的离心力。这不仅使机床主轴轴承承受载荷，而且缩短刀具使用寿命，可能也使加工结果变差。因而，刀夹(装夹有或未装夹有刀具)在被装入机床前在平衡机上被平衡。专利申请WO00/45983描述了这种平衡机的一个典型代表。WO00/45983所述类型的平衡机的中心组成部件是主轴，在主轴上固定有待平衡的构件，并且主轴随后将待平衡的构件带至平衡转速。主轴在主轴保持件中延伸并与主轴保持件一起构成所谓的主轴单元。在现代的平衡机中，直接在主轴单元上确定不平衡，在主轴单元上在某个方向出现的瞬时力通过合适的传感器被确定，并且该瞬时力是不平衡大小和位置的尺度。为了能根据相应的不平衡产生相应的测量信号，这种平衡机中的主轴单元被悬挂在特殊的摆振支座中。摆动支座在以下作为代表来描述的WO00/45983的结构中由呈薄弹簧钢片形式的两个板簧/片簧构成。每个板簧以其一面固定在机架/床身上并以其另一面固定在主轴单元的外周上。这两个板簧此时在沿主轴转动轴线的径向延伸的一个竖向平面中相互间隔开。它们承受在此平面内作用的拉力、压力和剪切力，但相对于垂直于该平面作用的力分量表现为基本是易弯的(biegeweich)。这两个板簧中的上侧板簧(在竖向平面中)在水平方向承受拉负载且在竖向承受剪切负载，而下侧板簧在水平方向承受压负载且在竖向承受剪切负载。通过这种方式，主轴单元被弹性悬伸地保持，从而可能出现并测量由不平衡造成的主轴单元运动，根据这种运动可推断出不平衡的位置和大小。如WO00/45983的图3所示，通过循环的不平衡力基本上促成主轴单元围绕处于12点位置的摆动支座进行水平定向的钟摆运动，该钟摆运动只具有实际不受板簧阻碍的很小幅度。由此一来，处于15点钟方向的呈指状从机座中伸出的力传感器被致动。然而，两个板簧在竖向上具有这样的刚度，使得主轴单元在由不平衡导致的力的作用下没有或者没有显著的竖向运动，在不超过额定载荷的测试物的影响下，也没有或者没有显著的竖向变形。在已知的结构中，尤其在按照如WO00/45983所述的构造原理或悬置原理的构造中，有以下问题，主轴单元的轴承易受到冲击和过载的影响，就是说，在不小心地使用测试物时或者由于使用太重的测试物，轴承可能受损，或者至少受到不利的影响。本专利技术的任务是解决该问题并提供一种更结实耐用的设备，该设备在即使采用较重测试物的个别情况下也能正常使用。利用权利要求1的特征来完成该任务。据此规定一种有用于测试物的主轴的主轴单元，该主轴单元借助一保持件悬置装置以能往复摆动的方式固定在机座上。对此，最好在局部在主轴单元外周的一位置处设置一支承装置，该支承装置允许在一空间方向上的摆动运动。许多情况下，该支承装置同时预定主轴单元相对机座的规定的静止位置。总是允许通过在测量工作中出现的不平衡力而使主轴单元在一预定的测量方向上振动/振荡/摆振，该振动通过传感器来检测。为了进一步避免不希望的横向力对传感器的作用，设有至少一个辅助支承装置来支撑主轴单元。抛开可忽略不计的摩擦力，辅助支承装置可以基本上只在测量方向的法向方向上传递力。辅助支承装置使所述可往复摆动的固定结构或者说相应的支承装置基本在周向上被卸载或者说完全不受由重力引起的力，其不可避免的摩擦力和运动限制对测量精度的损害仅在令人吃惊的微弱的范围内。要把握的是，本专利技术的不平衡测量设备不一定必须是“独立机器”，而是也可以是万能机床/多用途机床的组成部分，例如将刀具缩装(einschrumpfen)在刀夹中的缩装器具()，例如WO01/89758A1所述。不平衡测量设备与用于确定装夹在刀夹中的刀具的基准长度的预调机构连接也是有利的。最后，不平衡测量设备也可以是机床本身的组成部分。在一个优选实施例的范围内规定，辅助支承装置只包括唯一一个滚子。通过这种方式，实现传递出由重力造成的载荷的任务，但主轴单元放弃其大部分自由度，因此没有影响为确定不平衡而必须测量的振动。在以下情况中得到一个非常有利的实施例：唯一的滚子或多个滚子在保持件悬置装置中设置在固定件之间，从而固定件在垂直于测量方向的方向上相互支撑，两个固定件在工作中可以通过滚子在测量方向上相对滚动。在这种构造的情况下，能往复摆动的支承装置和辅助支承装置构成一个单元，其中优选集成有一个或多个传感器和可能有的用于预紧的弹性件。由此节省了空间并提供一种可更换单元，该可更换单元在出故障时可容易地被更换并且能排除在支承装置方面和传感器方面可想到的所有故障。在另一优选实施例的范围内规定，安装有另一呈配合支承件形式的辅助支承装置，它在主轴单元的周向上与安装在保持件悬置装置中的第一辅助支承装置基本沿径向对置。配合轴承包括至少一个、优选只有一个另外的滚子。由此实现更好的支撑，即使对于主轴单元的可能的转摆运动(Taumelbewegung)，也不会明显地进一步限制主轴单元在测量方向上的可运动性。如果如同样优选规定地那样，装入两个相互间隔布置的传感器，并且一个或多个辅助支承装置沿主轴转动轴线方向看基本居中安置在这两个传感器之间，则上述优点也适用，其中，最后提到的两项措施中的每项措施其本身单独来看也是有意义的。以下，结合不同附图描述的实施例能使本专利技术的其它优点和作用清楚可识，附图的图面公开内容对本专利技术是重要的，其中：图1是沿图2的线I-I看的、用于刀夹的平衡机的本专利技术第一实施例的轴向纵截面，但在图1中，此实施例所配备的本专利技术辅助支承装置位于图面之后，因而被挡住；图2是沿图1的线II-II看的平衡机第一实施例的轴向横截面，但在这里，本专利技术的辅助支承装置在图面下方，因而被挡住；图3是平衡机的第一实施例的透视侧视图，它提供了看到本专利技术辅助支承装置的视图，该辅助支承装置设置在主轴单元的保持件悬置装置的两个固定件之间；图4是平衡机的第二实施例的透视侧视图，它提供了看到本专利技术的第一辅助支承装置的视图，该第一辅助支承装置设置在主轴单元的保持件悬置装置的两个固定件之间，还能看到沿径向与保持件悬置装置径向对置的第二辅助支承装置；图5是平衡机的第二实施例的轴向纵截面；图6是平衡机的第三实施例的透视侧视图，此实施例的特点是，平衡机配备有以90度角间隔分布在主轴单元周向上的四个辅助支承装置；图7是图6所示的平衡机第三实施例的俯视图；图8是平衡机的第四实施例的侧视图，第四实施例的特点是，平衡机配备有尽可能沿周向作用于主轴单元周向的支承环；图9是图7中的平衡机第四实施例的轴向横截面；图10是主轴单元的示意侧视图；图11以细节图示出球环的支承保持架。在图1和图2中以整体视图示出的平衡机具有作为机座的机身1。为使平衡机对振动不敏感且赋予其最佳稳定性，机身1由很重的材料如混凝土等制成。机身在可从上方接近的腔室3内装有被电动机5驱动的主轴单元7。主轴单元7具有可转动的主轴11，该主轴的转动轴线9优选竖向布置，通过主轴的竖向取向，避免测量结果受到重力的任何形式的影响。主轴在其上端具有可根据工作更换的联接适配器13，该联接适配器具有与转动轴线9同心的容纳口15。该容纳口用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于测量测试物的转动不平衡的设备，包括：带主轴（１１）的主轴单元（７），其用于保持所述测试物（１７）并使之能以试验转速转动；和保持件悬置装置（４９），借助该保持件悬置装置将所述主轴单元（７）以能往复摆动的方式固定在机座（１）上，使得该主轴单元（７）能通过在测量工作中出现的不平衡力而在一预定的测量方向（Ｍ）上振动；以及传感器装置（６１），该传感器装置在所述主轴（１１）转动时检测至少一个在测量方向（Ｍ）上出现的不平衡特征量，其特征在于，所述主轴单元（７）通过至少一个辅助支承装置（７３，７５，７７；７９；８９，９１，１０１）来支撑，所述至少一个辅助支承装置只能在所述测量方向（Ｍ）的垂向（Ｎ）的方向上传递力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 102008062255.9 2008年12月15日1.一种用于测量测试物的转动不平衡的设备，包括：带主轴(11)的主轴单元(7)，其用于保持所述测试物(17)并使之能以试验转速转动；和保持件悬置装置(49)，借助该保持件悬置装置将所述主轴单元(7)以能往复摆动的方式固定在机座(1)上，使得该主轴单元(7)能通过在测量工作中出现的不平衡力而在一预定的测量方向(M)上振动；以及传感器装置(61)，该传感器装置在所述主轴(11)转动时检测至少一个在测量方向(M)上出现的不平衡特征量，其特征在于，为了进一步避免不希望的横向力对传感器装置(61)的作用，所述主轴单元(7)通过至少一个辅助支承装置(73，75，77；79；89，91，101)来支撑，所述至少一个辅助支承装置只能在所述测量方向(M)的垂向(N)的方向上传递力。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述辅助支承装置(73，75，77)包括仅一个单个的滚子(73)。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述辅助支承装置(73，75，77；79)包括两个单个的滚子(73)，这两个滚子关于所述主轴单元(7)的周向基本沿径向对置，或者所述辅助支承装置包括四个单个的滚子(73)，这四个滚子在所述主轴单元(7)的周向上在彼此之间分别相距80度至100度的角度(W)。4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述至少一个滚子(73)是球，所述球被如此保持在所述主轴单元(7)一侧上的凹部(85)与在所述机座(1)一侧上的另一凹部(85)之间，使得所述球(73)能在不被丢失的情况下、在由不平衡引起的偏移的范围内沿所述测量方向(M)自由运动。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述凹部(85)沿位于一与所述测量方向(M)平行的平面内的轴线(A)彼此对置。6.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，所述辅助支承装置(89，91，101)包括一球环(101)，通过所述球环使所述主轴单元(7)借助一支承环(89)安置在配属于所述机座(1)的配合环(91)上。7.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，所述保持件悬置装置(49)包括两个固定件(51，53)，所述两个固定件在预定的测量方向(M)上能相对彼此基本上横向地运动，并且所述两个固定件在至少一个与所述测量方向垂直的方向(N)上基本刚性地相互联接，其中一个固定件是相对所述主轴单元(7)固定的，而其中另一个固定件是相对所述机座(1)固定的。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述固定件(51，53)彼此间隔布置，并由至少一个在测量方向上基本不抗弯而在间隔方向上基本抗弯的间隔件(55)相互保持。9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述间隔件(55)设计成板簧件，所述板簧件的主平面基本垂直于所述测量方向地延伸。10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述板簧件(55)以能绕一基本平行于所述测量方向延伸的转动轴线转动的方式铰接在所述两个固定件(51，53)上。11.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述间隔件(55)设计成铰接联接在所述两个固定件(51，53)上的杆件，所述杆件的杆轴线分别沿所述固定件的间隔方向延伸，所述杆件的铰接轴线垂直于所述测量方向延伸。12.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述传感器装置具有至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·海莫，
申请(专利权)人：弗兰茨海莫机械制造两合公司，
类型：发明
国别省市：DE