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　　对于滚动轴承技术领域的技术人员而言通常已知，为了引导和支 承旋转的机器构件需要至少两个彼此按照规定间距设置的轴承。如果 轴的支承通常在两个径向轴承中实现，那么出现了这样的问题，即各 轴承座在轴上和在壳体内的间距仅仅在制造误差的范围内相 一致。此 外轴在工作条件下通常比壳体发热剧烈，从而也必须补偿在轴承位置 轴的由于温度引起的长度差。长久以来有效补偿这种制造误差和长度 差的可能性是，将轴仅仅在固定轴承中在轴向方向上引导，而在其它 的轴承位置通过一个浮动轴承将在内圏的配合面或在外环的配合面上 的各间距或在轴承中的间距自身通过各轴承圏的相互移动补偿。根据 所需要的轴的轴向引导精度，作为这种轴支承的固定轴承主要是深沟 球轴承、自动调心滚子轴承或圓锥滚子轴承或甚至双列的或两个单列 的角接触球轴承证明是特别合适的，而浮动轴承在最简单的情况下通 过圓柱滚柱轴承或滚针轴承实现，因为在这些轴承类型中滚动体凸缘 可以在相应的无边缘的轴承圏或轴的滚道上移动。首先在应用圓柱滚柱轴承或滚针轴承作为一个水冷却的机床主轴 的浮动轴承时，然而证明不利的是，轴承大多具有高的径向刚度，这 使得在内外圏之间或者在轴和主轴壳体之间的温度差异时由于不同的 热膨胀在轴承中出现可觉察的增加的径向夹紧。由于温度引起的径向 夹紧从而总是不断增加的、在轴承圏和滚动体之间的摩擦可以如此强 烈，使得由于所产生的摩擦热量可靠的轴承工作温度被超过并且所需

　　要的在滚动体和轴承圏之间的润滑油膜被局部撕裂，直至润滑剂部分 燃烧并且过早损坏轴承。已知的用于避免这种轴承故障的可能性在于， 相应地预先调节轴承的径向间隙，然而这种通过内轴承圏在机床主轴 上的昂贵的锥体配合实现的径向间隙调整非常费时并且此外需要昂贵 的包络圆测量设备。在EP 926 368 A2中公开的单列滚珠轴承描述了在支承机床主轴 时其它的用于实现浮动轴承的可能性，其中内轴承圏构成有一个溜槽 形状的滚珠滚道并且在各轴承圏之间设置的轴承滚珠由陶资制成。通 过构成具有规定的径向间隙的轴承在此应当可以实现，轴承不仅在轴 上和在壳体内具有足够的配合并且具有有利的工作间隙，而浮动轴承 功能通过内轴承圏在其平面的滚动面区域内的轴向移动可能性得以确 保。这种形式构成的滚珠轴承虽然通过其规定的径向间隙克服轴承圏 的由于运行引起的径向热膨胀，但是它具有这样的缺点，即它仅仅具 有低的承栽性并且因此在所谓的撞击事故中，其中轴承突然承受非常 高的点状负栽，容易导致材料损坏以及最后导致彻底故障。在实际中 已经证明，即使轴承的规定的径向间隙仍然不足以在从内轴承圏向外 轴承圏较大的热量降时避免轴承的过载，从而利用这种轴承即使在两 列的构造中也不可能在轴承的任何工作状态下确保有规律的精确的径 向的主轴引导。 发明内容从所述的已知的现有技术的方案的缺点出发，本发明的目的在于 构造一种高速浮动轴承，特别用于支承机床的主轴，利用该高速浮动 轴承除了该功能外，即补偿主轴的由温度引起相对于其固定轴承的长 度差，也可能避免由于轴承圏的由工作引起的径向热膨胀引起的轴承 过载以及在轴承的任何工作状态或运行状态下确保均匀精确的径向的 主轴引导。根据本发明上述目的在根据权利要求1的前序部分的高速浮动轴 承中实现，即高速浮动轴承构成为自动补偿轴承圏的在工作中引起的

　　径向热膨胀的滚珠浮动轴承，该滚珠浮动轴承构成有多个彼此并排设 置的滚珠列，在高速浮动轴承的冷状态下其轴承圏由于内轴承圏上的、 用于滚动体的滚动面的凸形构造仅经由一个滚珠列彼此处于支承接触，其中随着两个轴承圏的热膨胀和离心力扩张的增加，通过一个或 两个轴承圏的径向弹性的柔性的构造，其它的滚珠列依次与两个轴承 圏进入这种类型的接触位置，使得轴承圏在高速浮动轴承的工作温度 时经由所有的滚珠列彼此处于支承接触。在符合目的的进一步构造中，按照本发明构成的高速浮动轴承在此优选具有5个并排设置的滚珠列，所述滚珠列具有相同直径的钢或 陶瓷滚珠作为滚动体，其中仅仅中间的滚珠列的滚动体在高速浮动轴 承的冷状态下与两个轴承圏处于支承接触。并排设置5个滚珠列具有 这样的优点，即外部的径向负载近乎均匀地分布在各单个滚珠列上并 且轴承总体上比已知的单列或双列滚珠浮动轴承更加结构稳定。根据 应用情况下然而也可能的是，将高速浮动轴承构成有少于或多于5列 滚珠列。在选择滚动体的材料以及形状时，特别是使用陶瓷滚珠证明 是有利的，因为滚珠基于其理想的形状可以比例如圆柱滚柱更加精确 地制造并且利用滚珠可以实现浮动轴承的足够的运行安静性。此外陶 资滚珠相对于陶资圆柱滚柱可以类似地便宜地制造，此外也可以使用 已知的由滚动轴承钢等制成的滚珠。为了使得具有如此数量的滚珠列的浮动轴承不需要比传统的浮动 轴承大得多的轴向构造空间，根据本发明构成的高速浮动轴承的有利 的构造建议，各单个滚珠列的滚动体分别在圆周方向上彼此均勾隔开 地在一个共同的轴承保持架内彼此嵌套地设置，从而高速浮动轴承的 轴向宽度小于由5个滚动体构成的横向列的直径的总和。在实际中已 经表明， 一个具有5个彼此嵌套的滚珠列的浮动轴承的轴向宽度大致 对应于在现有技术中描述的单列滚珠浮动轴承的双倍宽度并且通过在 大多数应用中存在的轴向构造空间不产生负面的影响。滚珠列的嵌套的设置在此在本发明的高速浮动轴承的其它构造中 可以这样实现，即中间的和轴向外部的滚珠列的各滚动体和与中间的 滚珠列相邻的两个滚珠列的各滚动体分别设置在各共同的在圓周方向上交替地依次相继的横向轴线上。在此在中间的和轴向外部的滚珠列 的一横向轴线上设置的各滚动体之间仅仅设置一个限定其在轴承保持架中的各滚珠凹口的桥接部，而与中间的滚珠列相邻的、分别在中间个限定i在;承保持架中的各i珠:口的桥接部彼此分离二滚动体诏: 置在限定这个滚珠列的滚珠凹口的高度上。根据本发明构成的高速浮动轴承的另外一个特征在于，在外轴承圏的优选平面构成的内表面内相应于滚珠列的数量加工5个并排i殳置 的滚动沟，作为滚动体的引导部。所述由于滚动体接触而具有比滚动 体半径稍大的半径的滚动沟在横截面上分别具有相同的宽度和相同的 深度并且彼此直接过渡，从而滚动体以其大致四分之一的圆周在滚动 沟中引导。在按照本发明构成的高速浮动轴承的另外的构造中最后仍然建 议，基于机床的主轴和主轴壳体之间特别高的热量降，优选两个轴承 圏为了径向弹性的柔性的构造，在其外表面上分别构成一个在横截面 上凹形的环形凹部，所述环形凹部近乎在轴承圏的整个轴向宽度上延 伸并且其最大的深度大致为轴承圏的一半厚度。在轴承圏的外表面上 的环绕的凹部因此导致轴承圏的材料横截面的减小，轴承圏的刚度通 过所述材料横截面的减小朝其轴向中心处减小并且同时轴承圏的径向 弹性朝其轴向中心处增加。在此业已证明有利的是，附加地通过精细 磨削加工凹形的环形凹部的表面，以便避免可能由于表面粗糙度的缺 口应力集中导致轴承團的过载断裂。而两个轴承圏的与凹形的环形凹 部邻接的轴向边缘区域平面构成并且优选不进行精细磨削，从而轴承 圏经由构成为环形的轴承座的边缘区域可以毫无问题地固定在主轴壳 体内或在主轴上。在这种应用情况下，即在机床的主轴和主轴壳体之 间的热量降不是很高时，仅仅将外部或中间的轴承圏以所述的方式径 向弹性地变形，从而在相应其它的按照传统方式构成的轴承圏中不存 在由于表面粗糙度的缺口应力集中导致的断裂危险。

　　根据本发明构成的高速浮动轴承，特别是用于支承机床的主轴， 相对于由现有技术已知的滚动轴承具有这样的优点，即通过其轴承圏 的特殊构造以及通过构成为多列的滚珠轴承，除了补偿主轴相对于其 固定轴承的由于温度引起的长度差的功能之外，还可以自动地补偿在 工作中引起的轴承圏的径向热膨胀和离心力扩张并且因此在轴承的任 何工作状态下确保有规律的精确的主轴引导。通过内轴承圏上用于滚动体的滚动面的凸形构造以及相应布置轴承径向间隙，在此在轴承的 冷状态下首先经由中间的、与两个轴承圏处于接触的滚珠保精确 的主轴引导。随着轴承圏的离心力和由工作引起的热膨胀的增加，两 个与中心的滚珠列相邻的滚珠列而后与两个轴承圏处于支承接触。如 果按照本发明构成的高速浮动轴承最后达到其工作温度，那么通过轴 承圏的径向弹性的柔性的构造，而后两个轴向外部的滚珠列也与两个 轴承圏处于支承接触，其中中心的滚珠列不过载并且在轴承的任何温 度状态下给出足够的轴承刚性。根据本发明构成的高速浮动轴承作为5列的滚珠轴承，虽然相对于已知的单列的滚珠轴承导致稍微提高的 轴承摩擦，但是这种轴承仍然保持高速适应性。同时因此例如与双列 的圆柱滚柱轴承相比实现了 ，本发明的高速浮动轴承对于内轴承圏相 对于外轴承圏的倾翻的非常不敏感。此外根据本发明构成的高速浮动 轴承的特征在于这样的可能性，即应用无接触的密封盘以存储润滑剂， 从而无须维修，以及在于使用可便宜制造的陶瓷滚珠替换较贵的陶资 滚柱，从而制造费用低。

　　在图1中示意示出加工机床的驱动装置，其基本上包括一个电动机26和一个由该电动机驱动的主轴27。主轴27明显可见地以一个端 部支承在两个角接触球轴承29、 30内，它们构成为主轴壳体28内的 固定轴承座31。而主轴10的另外的端部支承在一个浮动轴承座32内， 其通过本发明的高速浮动轴承l构成。为此由图2可以看到，高速浮 动轴承1基本上包括一个固定在主轴27上的内轴承圏2和一个固定在 主轴壳体28内的外轴承圏3以及一些设置在所述轴承圏2、 3之间的 滚动体4,并且具有这样的可能性作为浮动轴承功能，即内轴承圏2 在其用于滚动体4的滚动面5的区域内的轴向移动。此外由图2可以清楚看出，高速浮动轴承l根据本发明构成滚珠 浮动轴承，其自动地补偿在工作中引起的轴承圏2、3的径向的热膨胀， 并且具有5个并排设置的滚珠列6、 7、 8、 9、 10，它们具有相同直径 的陶瓷滚珠作为滚动体4。仅仅示意由图2可见，由于内轴承圏2上 的用于滚动体4的滚动面5的凸形构造，高速浮动轴承l的轴承圏2、 3在轴承的冷状态下仅仅通过中间的滚珠列8彼此处于支承接触，而 随着两个轴承圏2、 3的热膨胀和离心力扩张的增加，通过两个轴承圏 2、 3的径向弹性的柔性的构造其它的滚珠列6、 7、 9、 IO依次相继地 与两个轴承圏2、 3进入这种类型的接触位置，使得轴承圏2、 3在高 速浮动轴承l的工作温度时经由所有的滚珠列6、 7、 8、 9、 IO彼此处 于支承接触。为此目的，同样仅仅示意地由图2可见，各单个滚珠列6、 7、 8、 9、 10的滚动体4分别在圆周方向上彼此均匀隔开地在一个共同的轴 承保持架11内彼此嵌套地设置，从而高速浮动轴承l的轴向宽度小于 由5个滚动体4构成的横向列的直径的总和。为了嵌套地设置滚珠列 6、 7、 8、 9、 10,中间的和轴向外部的滚珠列6、 8、 10的各滚动体4 设置在一个共同的横向轴线上，而两个与中间的滚珠列8相邻的滚珠 列7、 9的各滚动体4同样设置在一个共同的横向轴线上，其在圆周方 向上分别i殳置在中间的和轴向外部的滚珠列6、 8、 10的各滚动体4 的各横向轴线之间的轴向引导此外经由5个并排设置的且在图2 中明显可见的滚动沟13、 14、 15、 16、 17实现，所述滚动沟加工在外 轴承圏3的平面构成的内表面12上并且在横截面上分别具有相同的宽 度和相同的深度以及具有比滚动体4的半径稍大的半径。同样在图2中最后仍然可以看到，高速浮动轴承l的两个轴承圏 2、 3为了径向弹性的柔性的构造在其外表面18、 19上分别构成有在 横截面上呈凹形的环形凹部20、 21,所述环形凹部近乎在轴承圏2、 3 的整个轴向宽度上延伸并且其最大的深度大致为轴承圏2、3的一半厚 度。在轴承圏2、 3的外表面18、 19中的凹形的环形凹部20、 21引起 轴承圏2、 3的材料横截面的减小，由此轴承圏2、 3的刚度朝其轴向 中心处减小并且同时轴承圏2、 3的径向弹性朝其轴向中心处增加。两 个轴承圏2、 3的与环形凹部20、 21邻接的轴向的边缘区域22、 23、 24、 25同样平面构成并且分别构成环形的轴承座，轴承圏2、 3经由 所述轴承座固定在主轴壳体28内或在主轴27上。附图标记清单1高速浮动轴承 2内轴承圏 3外轴承圏 4滚动体5内轴承圏的滚动面6滚珠列7滚珠列8滚珠列9滚珠列10滚珠列11轴承保持架12外轴承圏的内表面13滚动沟 14滚动沟 15滚动沟 16滚动沟 17滚动沟18内轴承圏的外表面 19外轴承圏的外表面 20环形凹部 21环形凹部22 18的边缘区域23 18的边缘区域24 19的边缘区域25 19的边缘区域26 电动机27 主轴28 主轴壳体29 角接触球轴承30 角接触球轴承31 固定轴承座32 浮动轴承座

　　1.高速浮动轴承，特别用于支承机床的主轴，该高速浮动轴承基本上包括一个固定在主轴(27)上的内轴承圈(2)和一个固定在主轴壳体(28)内的外轴承圈(3)以及一些设置在所述轴承圈(2、3)之间的滚动体(4)并且具有这样的可能性作为浮动轴承功能，即内轴承圈(2)在其用于滚动体(4)的滚动面(5)的区域内的轴向移动，其特征在于，高速浮动轴承(1)构成为自动补偿轴承圈(2、3)的在工作中引起的径向热膨胀的滚珠浮动轴承，该滚珠浮动轴承构成有多个彼此并排设置的滚珠列(6、7、8、9、10)，在高速浮动轴承(1)的冷状态下其轴承圈(2、3)由于内轴承圈(2)上的、用于滚动体(4)的滚动面(5)的凸形构造仅经由一个滚珠列(8)彼此处于支承接触，其中随着两个轴承圈(2、3)的热膨胀和离心力扩张的增加，通过一个轴承圈(2或3)或两个轴承圈(2和3)的径向弹性的柔性的构造，其它的滚珠列(6、7、9、10)依次与两个轴承圈(2、3)进入这种类型的接触位置，使得轴承圈(2、3)在高速浮动轴承(1)的工作温度时经由所有的滚珠列(6、7、8、9、10)彼此处于支承接触。

　　4. 如权利要求3所述的高速浮动轴承，其特征在于，为了嵌套地 设置各滚珠列(6、 7、 8、 9、 10)，中间的和轴向外部的滚珠列(6、8、 10)的各滚动体(4)和与中间的滚珠列(8)相邻的两个滚珠列(7、9) 的各滚动体(4)分别设置在各共同的在圆周方向上交替地依次相 继的横向轴线. 如权利要求l所迷的高速浮动轴承，其特征在于，在外轴承圏 (3)的优选平面构成的内表面(12)内相应于滚珠列(6、 7、 8、 9、10) 的数量加工五个并排设置的滚动沟(13、 14、 15、 16、 17)，所滚动体(4)的半径稍大的半径。5 5

　　全文摘要根据本发明，高速浮动轴承(1)构成为自动补偿轴承圈(2、3)的在工作中引起的径向热膨胀的滚珠浮动轴承，该滚珠浮动轴承构成有多个彼此并排设置的滚珠列(6、7、8、9、10)，由于内轴承圈(2)上的、用于滚动体(4)的滚动面(5)的凸形构造，在高速浮动轴承(1)的冷状态下其轴承圈(2、3)仅经由一个滚珠列(8)彼此处于支承接触，其中随着两个轴承圈(2、3)的热膨胀和离心力扩张的增加，通过一个两个轴承圈(2、3)的径向弹性的柔性的构造，其它的滚珠列(6、7、9、10)依次与两个轴承圈(2、3)进入这种类型的接触位置，使得轴承圈(2、3)在高速浮动轴承(1)的工作温度时经由所有的滚珠列彼此处于支承接触。