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气体轴承心轴以及用于气体轴承心轴的气体轴承组件

阅读：1097发布：2020-05-14

IPRDB可以提供气体轴承心轴以及用于气体轴承心轴的气体轴承组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于气体轴承心轴的气体轴承组件(1)。该组件(1)包括一外壳部分(11)和一内部径向轴承部分(10)，该内部径向轴承部分(10)布置在所述外壳部分(11)之内且相对于该外壳部分(11)弹性地安装。该内部径向轴承部分(10)包括一具有轴承面的内部壳体轴承部分(12)以及一设置在所述内部壳体轴承部分(12)和所述外壳部分(11)之间的中间套筒部分(14)，其中一液体冷却剂通道(7)设置在所述内部轴承壳体部分(12)和所述中间套筒部分(14)之间。，下面是气体轴承心轴以及用于气体轴承心轴的气体轴承组件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于气体轴承心轴的气体轴承组件，该组件包括一外壳部分和一内部径向轴承部分，该内部径向轴承部分布置在所述外壳部分之内且相对于该外壳部分弹性地安装，该内部径向轴承部分包括一具有轴承面的内部壳体轴承部分以及一设置在所述内部壳体轴承部分和所述外壳部分之间的中间套筒部分，其中一液体冷却剂通道设置在所述内部轴承壳体部分和所述中间套筒部分之间。

2.如权利要求1所述的气体轴承组件，其中至少一个弹性衰减构件被设置在所述内部径向轴承部分和所述外壳部分之间。

3.如权利要求1所述的气体轴承组件，其中所述至少一个弹性衰减构件被布置在所述中间套筒部分上。

4.权利要求2或3所述的气体轴承组件，其中一对弹性衰减构件被布置在所述外壳部分和所述内部径向轴承部分之间，且围绕所述内部径向轴承部分，成对的所述弹性衰减构件轴向地彼此间隔。

5.如前述权利要求中任一项所述的气体轴承组件，其中一对O形环被布置在所述外壳部分和所述内部径向轴承部分之间，且围绕所述内部径向轴承部分，成对的所述O形环轴向地彼此间隔且布置在所述中间套筒上。

6.如前述权利要求中任一项所述的气体轴承组件，其中所述内部壳体轴承部分紧密地装配在所述中间部分内。

7.如前述权利要求中任一项所述的气体轴承组件，其中所述外壳部分具有一孔，所述内部径向轴承部分被布置在该孔中，所述内部径向轴承部分具有一面向该孔的壁的外部弯曲表面，且一间隙被设置在该内部径向轴承部分的外部弯曲表面和该孔之间，其中设置在该内部轴承壳体部分和该中间套筒部分之间的所述液体冷却剂通道具有处于该内部径向轴承部分的外部弯曲表面处的出口和入口中的至少一个。

8.如权利要求7所述的气体轴承组件，其中所述气体轴承组件包括至少一个辅助O形环，其被布置在所述液体冷却剂通道的出口和入口中的至少一个周围。

9.如权利要求8所述的气体轴承组件，其中所述辅助O形环被布置在所述中间套筒部分上。

10.如前述权利要求中任一项所述的气体轴承组件，其中所述轴承面包括两个系列的气体出口以供应气体，从而当轴被轴颈支撑在该轴承组件中时，在该轴承面和该轴之间产生气膜，所述系列的气体出口轴向地彼此间隔，其中所述液体冷却剂通道轴向地位于所述两个系列的气体出口之间。

11.如前述权利要求中任一项所述的气体轴承组件，其包括一压缩弹簧，该压缩弹簧被布置为充当弹性电接头，用于将所述外壳部分电连接至所述内部径向轴承部分。

12.如前述权利要求中任一项所述的气体轴承组件，其包括一轴向轴承部分和一第二液体冷却剂通道，该第二液体冷却剂通道被设置在该轴向轴承部分的区域中，且与设置在所述内部轴承壳体部分和所述中间套筒部分之间的所述液体冷却剂通道流体连通。

13.一种气体轴承心轴，包括如前述权利要求中任一项所述的气体轴承组件和一被轴颈支撑在该轴承组件之内的轴。

说明书全文

气体轴承心轴以及用于气体轴承心轴的气体轴承组件

[0001] 本发明涉及气体轴承心轴以及用于气体轴承心轴的气体轴承组件。

[0002] 适合用在高速钻孔应用中--例如用在PCB(印刷电路板)钻孔中--的气体轴承心轴尤其受人关注。在PCB钻孔机器中，期望具有一种能够以迥异的转速相应钻出直径迥异的孔的机器。这样，值得期望的是，例如提供一种如下机器：该机器能够例如一方面以15,000至20,000rpm的转速钻出6.3mm直径的孔，且另一方面还能以200,000rpm或300,000rpm的转速钻出0.1mm至0.2mm直径的孔。此外，这种孔需要以高准确性来钻，且总体而言，在印刷电路板中需要提供高质量的孔。

[0003] 在大多数速度(如果不是所有速度)下进行钻孔时，设备中的径向和/或轴向振动往往会致使钻孔质量降低。提供衰减而使这种振动减弱，是明显有助于减少这一问题的。

[0004] 另外，这种衰减可通过抑制轴承气膜之内的半速涡动(half speedwhirl)的发生，而允许轴达到一个明显更大的最高速度。(半速涡动是一种公知的共振工况，其发生在超临界的空气静力轴承系统中，由于气膜的不稳定特性，该共振工况的发生通常导致心轴故障。这出现在约两倍于轴承气膜临界速度时。)

[0005] 一种用于提供衰减的现有方法是在弹性的O形环上安装心轴的轴承。在这种情况下，原理上，轴承被允许在O形环上径向地和轴向地移动，其中轴的运动在设定的约束之内。因此，在钻孔期间产生的振动能量可通过O形环材料的持续变形而被吸收，从而产生良好的轴衰减。然而，将这种技术应用至PCB心轴的一个缺陷是，在钻很小的孔而所需的高转度下，由于气膜剪切，在轴承内产生了相当多的热量。一种克服这一问题的方法是提供冷却(例如，水冷)，以防止过热且控制气膜间隙的热膨胀。

[0006] 然而，这并不是没有困难的--需要将冷却提供至正确的位置且需要保持衰减效果。

[0007] 本发明旨在提供一种装置，在该装置中，可以在不去除心轴内的所需衰减的情况下提供这种冷却。

[0008] 根据本发明的一个方面，提供一种用于气体轴承心轴的气体轴承组件，该组件包括一外壳部分和一内部径向轴承部分，该内部径向轴承部分设置在所述外壳部分之内且相对于该外壳部分弹性地安装，该内部径向轴承部分包括一具有轴承面的内部壳体轴承部分以及一设置在所述内部壳体轴承部分和外壳部分之间的中间套筒部分，其中一液体冷却剂通道设置在该内部轴承壳体部分和该中间套筒部分之间。

[0009] 这种布置可允许使用液体冷却剂来冷却轴承组件--尤其是在轴承面的区域，而不破坏外壳部分和内部径向轴承部分之间的弹性安装的有效性。

[0010] 液体冷却剂通道可以部分地由中间套筒部分的表面限定。该液体冷却剂通道可以部分地由内部壳体轴承部分的表面限定。

[0011] 至少一个弹性衰减构件可以设置在内部径向轴承部分和外壳部分之间。这种构件可提供或至少促进内部径向轴承部分和外壳部分之间的弹性安装。

[0012] 所述至少一个弹性衰减构件可布置为围绕内部径向轴承部分。所述至少一个弹性衰减构件可布置在中间套筒部分上。

[0013] 优选地，一对弹性衰减构件被布置在外壳部分和内部径向轴承部分之间，且围绕该内部径向轴承部分。成对的所述弹性衰减构件可以轴向地彼此间隔。成对的所述弹性衰减构件可以布置为朝向内部径向轴承部分的各相对的端部。该对弹性衰减构件可以被设置在中间套筒部分上。

[0014] 至少一个O形环被布置在外壳部分和内部径向轴承部分之间。所述至少一个O形环可提供或至少促进外壳部分和内部径向轴承部分之间的弹性安装。

[0015] 所述至少一个O形环可布置为围绕内部径向轴承部分。所述至少一个O形环可布置为其轴线与内部径向轴承部分的轴线大致平行，优选地与内部径向轴承部分的轴线大致重合。所述至少一个O形环可布置在中间套筒部分上。

[0016] 优选地，一对O形环被布置在所述外壳部分和所述内部径向轴承部分之间，且围绕所述内部径向轴承部分。成对的所述O形环可轴向地彼此间隔。成对的所述O形环可以布置为朝向内部径向轴承部分的各相对的端部。该对O形环可以布置在中间套筒部分上。

[0017] 内部壳体轴承部分可以是大致环形的。中间部分可以是大致环形的。

[0018] 内部壳体部分可以紧密地装配在中间部分内--这可以是一种过盈配合。

[0019] 外壳部分可以具有一孔，所述内部径向轴承部分被布置在该孔中，其中所述内部径向轴承部分具有一面向该孔的壁的外部弯曲表面，且一间隙被设置在该内部径向轴承部分的外部弯曲表面和该孔之间。该内部径向轴承部分的外部弯曲表面可以是中间部分的外部弯曲表面。该间隙可以由所述至少一个弹性衰减构件来维持。

[0020] 所述孔可以是一个圆柱形的孔。所述内部径向轴承部分的外部弯曲表面可以是圆柱形的表面。

[0021] 设置在内部轴承壳体部分和中间套筒部分之间的液体冷却剂通道可以具有一出口，该出口位于内部径向轴承部分的外部弯曲表面处。

[0022] 设置在内部轴承壳体部分和中间套筒部分之间的液体冷却剂通道可以具有一入口，该入口位于内部径向轴承部分的外部弯曲表面处。

[0023] 该气体轴承组件可以包括至少一个辅助O形环，其在设置于内部轴承壳体部分和中间套筒部分之间的所述液体冷却剂通道的出口或入口周围设置。可以有一对辅助O形环，一个在液体冷却剂通道的入口周围设置，一个在液体冷却剂通道的出口周围设置。所述或每个辅助O形环可以布置在中间套筒部分上。所述或每个辅助O形环可以布置为使其主轴线横断于气体轴承组件的轴线。所述或每个辅助O形环的主轴线可以沿气体轴承组件的半径定向。

[0024] 总体而言，可以设置密封器件以实现外壳部分和内部径向轴承部分之间的密封。可以设置所述O形环和/或辅助O形环，以实现外壳部分和内部径向轴承部分之间的密封。

[0025] 密封器件可以被设置在内部壳体轴承部分和中间套筒部分之间。密封O形环可以设置在内部壳体轴承部分和中间套筒部分之间。

[0026] 所述轴承面通常包括至少一个系列的气体出口以供应气体，从而在轴承面和设置在轴承组件中的轴之间产生气膜。

[0027] 每个气体出口都可以包括一个喷口。

[0028] 各对轴向间隔的密封件(例如，密封O形环)可以设置在内部径向轴承部分中以用于所述或每个系列的气体出口，成对的密封件中的一个密封件设置在所述系列的气体出口的一侧，成对的密封件中的另一个密封件设置在所述系列的气体出口的另一侧。

[0029] 该轴承组件可包括轴向地彼此间隔的两个系列的气体出口，其中所述液体冷却剂通道轴向地位于所述两个系列的气体出口之间。

[0030] 密封件(例如，上述O形环)可以共同地提供密封，以提供穿过轴承组件到达所述或每个系列的气体出口的气体路径，以及提供穿过轴承组件到达该液体冷却剂通道的液体路径。

[0031] 该液体冷却剂通道可以是环形通道，其可以具有与轴承组件的主轴线重合的轴线。

[0032] 该气体轴承组件可包括一轴向轴承部分。该气体轴承组件可包括一第二液体冷却剂通道，该第二液体冷却剂通道设置在轴向轴承部分的区域中且与设置在内部轴承壳体部分和中间套筒部分之间的所述液体冷却剂通道流体连通。该第二液体冷却剂通道可以是环形通道。

[0033] 该气体轴承组件可包括一弹性电接触元件，用于将外壳部分电连接至内部径向轴承部分。

[0034] 该接触元件应被布置为不会显著地影响内部径向轴承部分的弹性安装，同时提供穿过轴承组件的电通路，以用于通常在钻孔和其他加工处理中使用的工具向下电接触技术(electrical tool touch downtechnique)。

[0035] 这种接触元件的一个最初候选是一种碳细丝刷(carbon filamentbrush)。然而，由于磨损和/或维护，细丝趋于丢失，然后可能落在O形环密封件中且可能导致水的泄漏，因此已发现这种刷是不理想的。因此，优选地，该弹性电接触元件包括一压缩弹簧。

[0036] 该气体轴承组件可以是一空气静力气体轴承组件。

[0037] 根据本发明的另一方面，本发明提供一种气体轴承心轴，其包括一上述限定的气体轴承组件和一轴颈支撑在该轴承组件内的轴。

[0038] 现在参考附图，将仅通过实施例的方式来描述本发明的实施方案，其中：

[0039] 图1示意性地示出了有助于理解本发明的第一钻孔心轴的一部分；

[0040] 图2示意性地示出了第二钻孔心轴，其在此情况下，体现了本发明；

[0041] 图3示意性地示出了图2中所示的心轴的轴承组件；

[0042] 图4A和4B示意性地示出了在图3中所示的轴承组件的中间套筒和设置在该套筒中的O形环槽；以及

[0043] 图5A和5B示意性地示出了图3中所示的轴承组件的改型，所述改型包括弹性电接触元件。

[0044] 图1示意性地示出了在许多方面都属常见的高速PCB钻孔心轴的一部分。该PCB钻孔心轴是空气轴承心轴，且包括置于该心轴的主体部分2内的两个径向空气轴承组件1。承载刀架4的轴3被轴颈支撑在径向空气轴承1之内。由设置在主体部分2中的定子51和布置至轴4的绕组52组成的电机5被设置用于相对于主体部分2旋转地驱动轴4。刀架4被布置用于保持一工具，该工具在本实例中为用于在PCB材料中钻孔的钻孔工具。提供了一轴向空气轴承装置6，其用于作用在推力轴承滑道(thrust runner)31上，该推力轴承滑道31设置在轴3的远离刀架4的端部。

[0045] 就所描述到的图1中的钻孔心轴而言，其是常规的。因此，为了简洁起见，在本说明书中省略该钻孔心轴的总体结构和操作的详细描述。应理解，在提供包括适合的空气轴承和电机驱动以及用于保持待被驱动的工具的刀架的空气轴承心轴方面，存在公认的技术。

[0046] 本发明主要涉及可被设置在这种心轴内的轴承1、6的一些方面的结构和功能。

[0047] 在图1中示出的心轴的径向空气轴承组件1中的每一个中，有两个主要的部件。第一个是外部轴承外壳部分11，一内部壳体轴承部分12安装在该外部轴承外壳部分11之内。外部轴承外壳部分11和内部壳体轴承部分12都是大体环形部件。因此，内部壳体轴承12安装在外部轴承外壳部分11的孔之内。然而，在内部壳体轴承部分12的外部弯曲表面和外部轴承部分11的孔的内部弯曲表面之间设置了一明显的间隙。

[0048] 内部壳体轴承部分12经由一对O形环13被安装至外部轴承外壳部分11。所述O形环中的一个被设置朝向轴承组件1的一端部，另一个O形环13被设置朝向轴承组件1的另一端部。这些O形环13用于以弹性方式将内部壳体轴承部分12支撑在外部轴承外壳部分11之内。

[0049] 由于上述这两个部分11、12之间的间隙，以及O形环13的弹性特性，内部壳体轴承部分12相对于外部轴承外壳部分11在轴向和径向方向上具有一定的运动自由度。

[0050] 当然，随着这种运动发生，O形环13将会变形。这种布置对于设置在图1的心轴中的轴承组件1来说都是确实的。

[0051] 因此，随着轴3在心轴的工作期间趋于振动，内部壳体轴承部分12可在O形环13上移动，且O形环13可吸收这一振动能量，因此衰减了轴3中的振动。这进而可以实现更好的钻孔性能。如本说明书的开头介绍部分所间接说明的，有一些现有系统是利用了这种衰减功能的。

[0052] 然而，在本发明的心轴中，环形水冷通道7被设置在轴承组件1之内，以允许冷却剂(具体地，在本实例中为水)经由适合的传送而被供应至冷却剂通道7，以提供对轴承组件1的冷却，具体而言，提供对内部壳体轴承部分12的冷却。

[0053] 最初，可能会认为，这种布置将使轴承组件1的性能得到提高以及由此而使作为整体的心轴的性能得到提高。

[0054] 然而，已发现在这种通道中提供冷却剂对于轴承组件1的衰减性能具有极有害的影响。这是因为一旦环形冷却剂通道7被填充水，这些通道起到将能量从内部壳体轴承部分12传到外部轴承外壳11的固体传送器的作用，这显著地降低O形环13的衰减的作用。此外，轴承内水压越高，所达到的净衰减越低。

[0055] 因此，尽管图1中示出的心轴的布置初看起来被认为是很有吸引力，但实际上却是相当不同的。

[0056] 图2至4涉及一种改进的装置，其中可以实现冷却作用，同时不存在在图1的装置中所能看到的对衰减极为有害的影响。

[0057] 图2显示体现了本发明的PCB钻孔心轴。该PCB钻孔心轴旨在对高速钻孔是有用的，例如，速度高达约200,000rpm或300,000rpm，但是在相对低的速度诸如15,000至20,000rpm下也是有用的。

[0058] 图2中示出的心轴的大多数设计和构造是常规的，且类似于上述图1中所示。

[0059] 因此同样，该心轴包括安装在心轴主体2之内的一对径向空气轴承组件1。承载刀架4的轴3被轴颈支撑在径向空气轴承1之内。同样，电机5被设置用于相对于该心轴的主体2旋转地驱动所述轴并从而旋转驱动刀架4，以及任何承载的工具。同样，提供了一轴向轴承装置6，其作用在推力轴承滑道31上，在本实例中，该推力轴承滑道31设置在轴3的与刀架4相同的端部。

[0060] 在图2中示出的本发明的心轴的径向空气轴承组件1不同于图1中所示的心轴的径向空气轴承组件。设置在心轴的与刀架4相同区域中的前轴承组件1类似于设置在该心轴的另一端的后轴承组件1，尽管并不等同。

[0061] 图3中示出了前轴承组件1更多的细节。在下文中，参考图2、3和4，将更详细地描述前轴承组件1。

[0062] 在图2中示出的前轴承组件1中，同样有一个外部轴承外壳部分11，一内部壳体轴承部分12被安装在外部轴承外壳部分11之内。然而，在本实例中，在壳体轴承部分12和外部轴承外壳部分11之间设置了一中间套筒部分14。内部壳体轴承部分12和中间套筒部分14可一起被认为组成一内部轴承部分10。

[0063] 同样，在本实例中，外部轴承外壳部分11是大体环形的，且具有一孔，内部轴承部分10被设置在该孔之内。此外，图2的心轴中的内部壳体轴承部分12是大体环形的，且中间套筒部分14也是大体环形的。在本实施方案中，中间套筒部分14被热压配合(shrinkfit)在内部壳体轴承部分12上。

[0064] 以类似于图1中的内部壳体轴承部分12被安装在心轴中的外部轴承外壳部分11之内的方式，内部轴承部分10被弹性地安装在外部轴承外壳部分11之内。因此，内部轴承部分10经由O形环13被安装在外部轴承外壳部分11中，且在内部轴承部分10的外部弯曲壁和外部轴承外壳部分11中的孔的内部弯曲壁之间有一间隙。

[0065] 在本实施方案中，在内部轴承部分10中设置了一环形槽7形式的冷却剂通道。具体地，此冷却剂通道7设置在内部壳体轴承部分12和中间套筒部分14之间。冷却剂通道7一方面由内部壳体轴承部分12的表面限定，另一方面由中间套筒部分14的表面限定。因此，冷却剂通道7通过位于冷却剂通道7和外部轴承外壳部分11之间的中间套筒14而几乎隔离于外部轴承外壳部分11。这意味着，所用的设置在冷却剂通道内的冷却剂和外部轴承外壳部分11的孔的表面之间没有直接的接触，或者可以说没有机械的接触。

[0066] 然而，水当然必须得被供给到设置在内部轴承部分10中的环形冷却剂通道7以及使水从中流出。因此，冷却剂通道7的入口71与设置在外部轴承外壳部分11中的供应口11a对齐，以及冷却剂通道7的出口72与设置在外部轴承外壳部分11中的排出口11b对齐。因此，水必须经由进入口11a被供至冷却剂通道，绕通道7流动，接着经由出口72从通道7中出来而进入到排出口11b中。

[0067] 应注意，冷却剂通道7完全绕内部轴承部分10延伸。在本实施方案中，进入通道7的入口71与出口72径向相对。因此，冷却剂流入入口71，接着分成两路，绕轴承组件的两侧流动，之后在出口72再次相遇以离开内部轴承部分10。

[0068] 在前径向轴承组件1中，第二冷却剂通道73被设置在外部轴承外壳部分11中。该第二冷却剂通道73被设置用于冷却轴向轴承装置6。轴向轴承布置6的轴向轴承板61邻接前径向轴承组件1的外部轴承外壳部分11，且第二冷却剂通道73形成为在外部轴承外壳部分11的表面中的一环形槽，该环形槽面向且邻接该轴向轴承板61。

[0069] 第二冷却剂通道73经由供应通道74与第一冷却剂通道7流体连通，所述供应通道74在外部轴承外壳部分11之内在轴向方向上延伸，以将排出口11b连接至第二冷却剂通道73。因此，在使用中，首先流入且穿过设置在内部轴承部分10内的第一冷却剂通道7的水接着流出内部轴承部分10，且经由供应通道74进入第二冷却剂通道73。

[0070] 图4A和4B示意性地示出了前径向轴承组件1的中间套筒14。具体而言，它们示出了用于冷却剂通道7的入口71和出口72。相应的O形环槽71a、72a围绕入口71和出口72，每一个O形环槽容纳一个相应的O形环71b、72b(见图3)。这些O形环71b、72b分别充当密封件，这些O形环71b、72b围绕入口和出口71、72且抵靠在它们所面向的外部轴承外壳部分11的孔的壁上，如在图3中可见。

[0071] 如上所述，设置在内部轴承部分10的每个端部的O形环13提供内部轴承部分10相对于外部轴承外壳部分11的弹性安装，以提供所需的衰减。绕入口和出口71、72设置的O形环71b、72b需要提供进入口11a和入口71之间以及出口72和排出口11b之间的密封，同时不破坏这种弹性安装。这可以通过确保在中间套筒14的表面和外部轴承外壳部分11的孔的表面之间在那一区域有一适合的间隙以及选择适合的O形环71b、72b来实现。

[0072] 在此应注意，虽然中间套筒14是环形的，且具有一个大体的圆柱形外部表面，但该环状物的厚度沿套筒14的轴向长度并不是恒定的。具体而言，套筒14在入口71和出口72形成于其中的中心带中的外直径更大。因此，套筒14的外部弯曲表面是台阶状的。如图
3所示，这使得在轴承组件1的中央区域(即，入口71和出口72的区域)中在套筒14和外部轴承外壳部分11的孔之间的间隙更小。

[0073] 应注意，尽管绕入口和出口71、72的O形环71b、72b以某一取向被布置在中间套筒部分14的外部表面上，使得O形环的轴线大致沿轴承组件的半径分布，但设置了那些主要的衰减O形环13以围绕内部轴承部分10以及围绕中间套筒部分14，并且被定向为使得它们的主轴线大体与轴承组件1的轴线重合。

[0074] 当然，应记得径向轴承组件1是空气轴承组件。因此，需要对将空气供应至气体轴承的空气供应通道进行密封，以及对穿过轴承组件用于冷却的适合的水通道进行密封。

[0075] 关于这一方面，应注意，设置在轴承组件1的任一端的衰减O形环13以及绕入口和出口71、72设置的密封O形环71b、72b，也对用于向空气轴承提供适合的空气的供应通道提供了密封作用。

[0076] 如在图3中可见，轴承组件包括两个系列的喷口8，这些喷口8设置在内部壳体轴承部分12的轴承面12a中。在运行中，喷口8提供进入气体轴承的空气，以在轴承面12a和轴3之间产生必要的气膜。应注意，所述系列的喷口8彼此轴向地间隔开，且冷却剂通道7的入口和出口71、72被轴向地设置在所述的两个系列的喷口之间。

[0077] 另外的密封O形环12b被设置在所述系列喷口的任一侧，位于内部壳体轴承部分12和中间套筒部分14之间。这些O形环12b对中的每一对对朝向喷口8的空气供给提供密封。同样，这些密封O形环12b被定向为使得它们的轴线大体与轴承组件1的主轴线重合。

[0078] 以上说明涉及前径向轴承组件1，其位于心轴的也被刀架4占据的区域。然而，在多个方面，以上描述同等地适用于后径向轴承组件1。具体而言，同样有一被中间套筒部分14围绕的内部壳体轴承部分12的类似布置，中间套筒部分14进而被设置在外部轴承外壳部分11之内。同样，一冷却剂通道7被设置在中间套筒部分14和内部壳体轴承部分12之间。在本实施方案中，两个径向轴承组件1之间的主要差别仅在于：后轴承组件1不包括第二冷却剂通道73，因为它并不邻近于轴向轴承装置6。

[0079] 两个径向轴承组件1一起允许对轴承进行水冷，同时仍然在心轴运行时提供振动衰减作用。

[0080] 虽然对以上说明的描写基于了对当前PCB钻孔应用中的构想的使用，但应注意，这些构想可用于一些用于其它加工应用的轴承中。这种加工应用可以涉及或可以不涉及机器在上述很宽范围的运行速度下的运行。

[0081] 在PCB钻孔以及其它加工处理中，机器通常设有一工具向下接触检测系统(tool touch down detection system)，以检测钻头(或其他工具)最先接触工件--例如PCB--时的确切点。大体上，这些工具向下接触检测系统利用电子检测，且基于当工具与工件接触时形成一电路来工作。总体而言，对于这种检测系统的工作，需要一个穿过加工心轴(具体地，穿过轴承组件)的传导通路。

[0082] 在许多常规的轴承组件中，由于心轴和轴承组件的构造，有一个现成的穿过心轴的电传导通路。

[0083] 然而，在图3所示类型的且被包括在图2所示的心轴中的轴承组件中，这种电传导通路被设置在外部轴承外壳部分11和内部轴承部分10之间(或者更具体地在外部轴承外壳部分11和中间套筒部分14之间)的弹性O形环安装件13破坏了。

[0084] 图5A和5B示意性地显示了图3所示轴承组件的改型，设计所述改型的目的在于：恢复穿过轴承组件以及由此整体上穿过钻孔心轴的电传导通路。

[0085] 图5A示出了第一个修改的轴承组件，其与图3所示的轴承组件几乎在所有方面都相同。然而，该图沿与图3不同的截面示出，且通过提供一碳刷501来改进，该碳刷501安装在外部轴承外壳部分11内，且通过一使用强力胶密封的轴向平头螺丝502被锁定。碳刷501包括被捕获在一铜架(copper holder)中的多个碳细丝或纤维。这些碳细丝是柔性的，因此，它们并不会负面地干扰外部轴承外壳部分11和内部轴承部分10之间的弹性安装。此外，它们提供很好的电接触。

[0086] 然而，已发现在使用和/或维护期间，一个或多个细丝有从碳刷上变松的趋势。一旦这种细丝变松，它可能被困在组件的一个O形环槽中，尤其是如果组件被拆卸以进行维护等。这种被困的细丝将趋于导致水的泄漏，因为它干扰了受影响的O形环提供的密封。

[0087] 图5B示出了图3所示的轴承组件的一个当前优选的修改的方案。在此，一个弹性电接触元件被设置用于将外部轴承外壳部分11电连接至内部轴承部分10。然而，在本实例中，一螺旋压缩弹簧503被设置在外部轴承外壳部分11中。弹簧503被设置在外部轴承外壳部分11内的径向孔内，且通过锁紧平头螺钉504被施载为抵靠在内部轴承部分10上，具体为抵靠在中间套筒部分14上。该平头螺钉然后用强力胶密封。因此，螺旋压缩弹簧503恢复穿过轴承组件的电连通性，且并没有呈现出与包括在图5A所示的轴承组件的第一个修改方案中的碳纤维刷相关联的问题。在一个替代方案中，该布置可以被反过来，即将弹簧安装在内部轴承部分上。此外，如果有必要，可以设置多个这种接触元件。

[0088] 本设计的以下有用方面应被认识到。

[0089] 如果内部轴承部分10和外部轴承外壳部分11被布置为使得内部轴承部分10可相对于外部轴承外壳部分在非正常负载下旋转，可以降低在心轴出现故障(例如，撞击或堵塞)时发生的损害的风险和/或程度。组件中的O形环将阻止正常使用中的内部轴承部分10和外部轴承外壳部分11的相对旋转。然而，在极端的负载情况下，可以有一定的旋转弹性(give)，这可帮助降低损害。

[0090] 由于轴承组件的结构，如果损害发生在内部轴承部分10(内部壳体12和/或中间套筒14)，则可以将这些部分替换(如果轴承的剩余部分没有被损害)。这比替换整个轴承组件明显更便宜。

标题	发布/更新时间	阅读量
气体轴承-专利编号CN101305192B	2020-05-11	277
气体轴承-专利编号CN101305192A	2020-05-11	327
中跨气体轴承-专利编号CN102753834B	2020-05-12	904
气体轴承-专利编号CN101484713A	2020-05-11	326
一种气体轴承-专利编号CN110594295A	2020-05-13	552
一种气体轴承-专利编号CN108412897A	2020-05-12	765
气体轴承密封件-专利编号CN107304685A	2020-05-12	470
静压气体轴承-专利编号CN107429742A	2020-05-12	904
多孔气体轴承-专利编号CN110578751A	2020-05-11	219
气体轴承-专利编号CN2490356Y	2020-05-13	1030

气体轴承心轴以及用于气体轴承心轴的气体轴承组件

气体轴承心轴以及用于气体轴承心轴的气体轴承组件

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