專利名稱：氣壓軸承及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有軸承襯套的氣壓軸承，該軸承襯套圍繞用于容納安裝 的主體的空腔，并且在其壁中形成多個(gè)通道，壓縮氣體可以從外側(cè)被應(yīng)用 于這些通道，并且本發(fā)明還涉及生產(chǎn)這類氣壓軸承的方法。這類氣壓軸承
及生產(chǎn)其的方法可從EP 0 708 262 Al中得知。
背景技術(shù)：
氣壓軸承如何工作要基于穿過通道滲透入到軸承襯套與安裝于其中的 主體之間的間隙內(nèi)的壓縮氣體。所述間隙必須是狹窄的，以充分呈現(xiàn)對于 產(chǎn)生過壓所必須的流阻。供給通道也必須是狹窄的， 一方面為了限制軸承 的壓縮氣體通過速率，另一方面，從而，如果由安裝的主體產(chǎn)生的偏移局 部地導(dǎo)致主體與軸承襯套之間的間隙變窄，以及對應(yīng)地在變窄區(qū)域中的氣 體的壓縮，壓力增加將通過氣體從供給通道流出間隙流回外側(cè)而減少。
直徑尤其在25 -nm范圍及以下的足夠狹窄的供給通道的生產(chǎn)存在明 顯的技術(shù)難度。在介紹中引用的EP 0 708 262 Al公開了如何依靠激光束 鉆孔這種通道。由于一些原因，那種方法是不令人滿意的方法 一方面， 每個(gè)通道必須以消耗時(shí)間的方式單個(gè)地鉆孔，使得生產(chǎn)昂貴；另一方面， 當(dāng)實(shí)現(xiàn)通道長度與直徑之間的較大比率對于防止湍流是所希望的時(shí)候，能 用激光被鉆孔的層厚度受到這樣的事實(shí)的限制，S卩，焦點(diǎn)的前面與后面的 激光束的直徑發(fā)散越多，焦點(diǎn)越尖，以致如果鉆孔深度太大，則較小的鉆 孔直徑不能被可控制地沿整個(gè)通道長度保持。如果鉆孔深度太大，由激光 去除的材料被堆積在所鉆的孔的側(cè)壁上的趨勢增加。足夠薄以便能夠在其 中用激光鉆孔的削弱的區(qū)域于是必須提前在軸承襯套的壁上形成。然而， 所述區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上對軸承的負(fù)載能力及對變形的抵抗力產(chǎn)生負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
5本發(fā)明的目標(biāo)在于公開一種氣壓軸承以及用于生產(chǎn)該氣體軸承的方 法，其使得氣壓軸承的加工經(jīng)濟(jì)，盡管供給通道的橫截面狹窄，但該氣壓 軸承對于變形仍具有很高抵抗力。
在具有軸承襯套的氣壓軸承的情況下實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)，該軸承襯套圍繞 用于容納安裝的主體的空腔，并且在該軸承襯套的壁中形成多個(gè)供給通道， 壓縮氣體可以從外部應(yīng)用于這些通道， 一方面，通過將多個(gè)元件連接在一 起而組裝軸承襯套，并且通過各相鄰的元件的彼此面對的表面中的凹槽的 方式形成至少供給通道中的一些?？梢栽谳^長的，原則上是任何的長度上 通過最初以表面凹槽的形式實(shí)現(xiàn)通道而保持通道非常狹窄的橫截面。元件 因此將能夠具有相當(dāng)大的壁厚，并且能夠呈現(xiàn)相應(yīng)的高空間穩(wěn)定性。
為了從凹槽中制作出完成的通道，可以設(shè)置各鄰近元件的彼此面對的 表面來彼此接觸。
可替換的，密封墊圈，優(yōu)選地為矩形橫截面，還可以被插入到各彼此 面對的表面之間。這種類型的密封墊圈可以呈現(xiàn)一定程度的塑性變形性， 這種變形性使其在彼此相對的表面上的寬區(qū)域、低深度的不均勻度相等， 但在這樣做的過程中，不會(huì)穿透到凹槽內(nèi)，并且不會(huì)使得凹槽變得磨損或 狹窄。
優(yōu)選地將元件沿軸承襯套的縱向方向一個(gè)跟著另一個(gè)地安置。
為了使得正確地組裝元件變得更容易，可以設(shè)置彼此鄰近的元件以形 狀配合方式彼此接合。
對于屬于元件中的一個(gè)，并且具有凹槽的前端面，尤其優(yōu)選地被插入 到另一個(gè)元件中的凹進(jìn)部內(nèi)。
因此，可靠地向前端面上的凹槽供給壓縮氣體，它們方便地以完全彎 曲的方式橫跨前端面以及沿中空圓柱形的一個(gè)元件的軸向范圍的至少一部 分的該元件的橫向表面延伸。
軸承襯套以簡單方式被保持在管狀殼體中，以確保單個(gè)的元件被保持 在一起。
軸承襯套的元件在數(shù)量上優(yōu)選地為至少三個(gè)，因此將有至少兩對元件 的彼此相對的表面，在這些表面上，可以形成通道。而且軸承襯套的元件 優(yōu)選地為奇數(shù)，因此可以是一組或多組的三個(gè)鄰近的元件。這類組中的中心元件優(yōu)選地具有比另兩個(gè)與之接觸的元件的外部尺寸更小的外部尺寸， 因此將存在用于供給溝道的圍繞中心元件的空間，其向在中心元件與鄰近 那里的兩個(gè)供給通道之間延伸的供給通道供給壓縮氣體。
為了從氣壓軸承的縱向端部向供給通道供給壓縮氣體，可以設(shè)置沿縱 向方向延伸，并且由軸承襯套的元件和由殼體界定的壓縮氣體供給溝道。 還可以可替換地設(shè)置通過殼體延伸的壓縮氣體供給線，其端部之一位于殼 體的端面上，并且其另一端處于該中心元件的高度。
凹槽可以以簡單經(jīng)濟(jì)的方式通過變形而形成。那樣能夠使得所有設(shè)置 在兩個(gè)彼此面對的表面之一上的所有凹槽以最小時(shí)間和最低成本以及使用 簡單、長壽命的工具來生產(chǎn)。
進(jìn)一步通過用于生產(chǎn)氣壓軸承的方法實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，所述方法包括下列 步驟-
a) 提供多個(gè)可以被連接在一起，以形成圍繞空腔的軸承襯套的元件；
b) 在元件中的至少一個(gè)的至少一個(gè)表面中生產(chǎn)凹槽，在連接情況下的 該表面面對鄰近元件的表面；以及
c) 將元件連接在一起，以形成軸承襯套。
可以使彼此面對的表面直接彼此接觸或可以在它們之間插入密封墊圈。
優(yōu)選地通過模壓來生產(chǎn)凹槽。 該方法的進(jìn)一步的步驟可以將該元件放到管狀殼體內(nèi)。


本發(fā)明的進(jìn)一步的特征與優(yōu)勢將參照附圖，從以下示范實(shí)施例的描述
中體現(xiàn)出來，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的通過具有壓縮氣體軸承的壓縮機(jī)的示意性軸 向截面；
圖2示出了通過沿圖1中由II-II確定的平面在圖1中示出的壓縮機(jī) 的截面；
圖3示出了圖1中示出的軸承襯套的元件的端側(cè)面視圖； 圖4示出了通過圖3中所示的元件的軸向截面；
7圖5示出了與圖1類似的，通過根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的具有氣壓 軸承的壓縮機(jī)的截面；
圖6示出了沿由VI-VI確定的圖5中的平面的截面； 圖7示出了用于壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1示出了穿過壓縮機(jī)的軸向截面，圖2中示出徑向截面，并且其 在本實(shí)施例中具體體現(xiàn)為具有殼體21的線性壓縮機(jī)，該殼體21容納了界 定出工作室22的中空圓柱形軸承襯套23。軸承襯套23通過將奇數(shù)個(gè)，在 本實(shí)施例中為5個(gè)，環(huán)形或中空圓柱形元件24， 25， 26， 27， 28連接在一 起而組裝好，該環(huán)形或中空圓柱形元件沿軸向方向彼此跟隨。在裝置中的 兩個(gè)外部元件24， 28和中心元件26每個(gè)均有在彼此相對的前端面29上的 環(huán)形凹進(jìn)部，位于環(huán)形凹進(jìn)部之間的元件25， 27的端部區(qū)域接合進(jìn)該環(huán)形 凹進(jìn)部。元件24至28均具有完全相同的內(nèi)部直徑，以使得它們的內(nèi)表面 被齊平連接。元件25， 27各具有小于相鄰元件24， 26， 28的外部直徑的 外部直徑，以使得軸承襯套23具有在其外表面上的兩個(gè)周向的溝道30，每 個(gè)周向溝道在元件25， 27的高度處。
無游隙地徑向保持元件24， 26， 28的外表面，以與管狀殼體21的內(nèi) 表面相接觸，并且沿軸向方向以摩擦接合的方式(通過例如將殼體21收縮 到元件24， 26， 28上)將元件24， 26， 28的外表面固定在適當(dāng)?shù)奈恢锰帯?元件25， 27通過無游隙的接合依次在適當(dāng)?shù)奈恢锰幈还潭ǖ皆?4， 26， 28的凹進(jìn)部內(nèi)。
正如在圖3中可以看到的，將元件25， 27與多個(gè)徑向定位的凹槽32 設(shè)置在它們的前端面29上，各凹槽32的內(nèi)端部供給到工作室22內(nèi)，并且 外端部過渡至凹槽33內(nèi)，凹槽33軸向地延伸跨過元件25，或根據(jù)具體的 情況，元件27的外表面。凹槽32， 33的寬度與深度各至多是幾十微米； 它們的長度可以是幾毫米。當(dāng)元件24至28已經(jīng)被連接在一起時(shí)，軸向凹 槽33每個(gè)將從元件24， 26或28的凹進(jìn)部延伸。溝道32， 33將與元件24， 26， 28的相對的前端面29—起，因此，形成供給通道，經(jīng)由這些供給通道， 溝道30與工作室22相連通?；钊?4以軸向可移動(dòng)的方式被安置在工作室22中?；钊?4的直徑為 大約30mm，并且比元件24至28的內(nèi)部直徑小大約10至20 !xm，以使得 當(dāng)活塞34相對于軸承襯套23被同心地安置時(shí)，寬度5至10 ix m的間隙35 將活塞34周向地與軸承襯套23的內(nèi)表面分開。凹槽32中的一些供給到所 述間隙35內(nèi)。
工作室22通過焊接在殼體21的圓周凸緣上的彈簧板36而被密封在端 面處。單向閥37， 38形成于彈簧板36中，其允許沿彼此相對的方向流動(dòng)。 蓋39安裝在彈簧板36的側(cè)面上，該側(cè)面朝向遠(yuǎn)離工作室22的方向，兩個(gè) 室40， 41凹進(jìn)在該蓋中。活塞34遠(yuǎn)離彈簧板36的運(yùn)動(dòng)將氣體從室40中 吸出來，穿過閥38吸入工作室22。活塞34朝向彈簧板36的下一個(gè)運(yùn)動(dòng)將 氣體壓縮在工作室22中，并且最終通過閥38將其壓到室41內(nèi)。
鉆孔的壓縮氣體供給線42， 43通過彈簧板36及管狀殼體部分31，從 室41延伸至溝道30。室41中的過壓將經(jīng)由壓縮氣體供給線42， 43擴(kuò)展到 溝道30內(nèi)，以使得氣體將通過凹槽33， 32流回到工作室22內(nèi)，并且從而 形成氣墊，該氣墊引導(dǎo)活塞34而不與軸承襯套23接觸。
顯而易見的，可以容易地通過省略元件26， 27和將元件25直接插入 到元件28中的凹進(jìn)部內(nèi)而實(shí)現(xiàn)具有減少了長度或減少了數(shù)量的供給通道的 壓縮機(jī)。通過插入額外的元件對26， 27以及產(chǎn)生分別供應(yīng)合成溝道30的 壓縮氣體供給線而類似地提供具有更長長度和/或更大數(shù)量的供給通道的 壓縮機(jī)。
圖4示出了通過元件25， 27中的一個(gè)的放大的軸向截面。可以看出， 在所述截面中，橫跨元件25， 27的外表面延伸的凹槽33的深度隨著它們 與前端面29的距離而減小，從該前端面開始，凹槽的深度開始增加。凹槽 形狀具有兩個(gè)優(yōu)勢 一方面，其能夠在模具(未示出)的輔助下，通過模 壓而在連接工序中生產(chǎn)凹槽32， 33，該模具靠著元件25， 27的前端面29 而被擠壓；另一方面，在凹槽32， 33之間過渡處的氣流的不必要的突然的 偏斜將導(dǎo)致湍流，并且將通過它們在鈍角處的匯合而消除壓力的下降。
圖5示出了通過氣壓軸承的第二實(shí)施例，與圖1中所示的截面類似的 截面，該實(shí)施例通過兩個(gè)彼此獨(dú)立的可實(shí)現(xiàn)的特征而區(qū)別于圖1中所示的 實(shí)施例。第一個(gè)特征是存在密封墊圈44，這些密封墊圈橫截面為矩形，并且每個(gè)均位于元件24， 26， 28中的凹進(jìn)部中，例如蓋住接合元件25， 27 的前端面29。密封墊圈44是略微的可塑性變形的，以使得當(dāng)未穿透到凹槽 32內(nèi)并且使其橫截面變窄時(shí)，它們?nèi)匀豢梢允乖谋舜讼鄬Φ那岸嗣嬷?間的寬區(qū)域、低幅度的不均勻度相等，并且由此防止壓縮氣體通過位于遠(yuǎn) 離凹槽32， 33的間隙，從溝道30中一個(gè)的到達(dá)工作室22。
第二個(gè)特征是形成軸承襯套23的元件24至28被容納在開槽的圓柱形 襯套45中，依次相對于管狀殼體部分31的內(nèi)表面應(yīng)用開槽的圓柱形襯套 45。因?yàn)橐r套45中的槽46與彈簧板36中的通道47對準(zhǔn)，并且通過例如 合成樹脂塞48被牢固地密封于朝向遠(yuǎn)離彈簧板36的端部處，在軸承襯套 23的溝道30中的每一個(gè)均不必制作得可通過個(gè)別的鉆孔40或(根據(jù)具體 的情況)41而接近的情況下，來自室41的壓縮氣體可以到達(dá)軸承襯套23 的所有溝道30，如圖1所示。如果軸承襯套23已經(jīng)由彼此跟隨的大量元件 組裝，則圖5中所示的實(shí)施例因此將是尤其有利的。
圖7示出了可以用作驅(qū)動(dòng)活塞36的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元的示意圖。所 述單元包括兩個(gè)具有成對彼此相對設(shè)置的三個(gè)臂3， 4， 5的E型軛1。臂3， 4， 5的彼此面對的端部各形成限定出氣隙2的極靴7。分別圍繞中心臂4 附著激勵(lì)線圈8。電流可以通過控制電路被應(yīng)用于兩個(gè)激勵(lì)線圈8，分別建 立兩個(gè)激勵(lì)線圈8中的電流方向，以使得中心臂4的彼此相對的極靴7形 成不同的磁極。外部臂3與5的極靴形成磁極，該磁極各與由鄰近的中心 臂4形成的磁極不同。
在氣隙2中，電樞10由兩個(gè)彈簧11懸掛，例如在頂部與底部反向點(diǎn) (或圖7中所示的示意物中的右手與左手反向點(diǎn))之間以換向方式可移動(dòng)。 在頂部反向點(diǎn)處的電樞10的位置通過連續(xù)線示出，并且其在底部反向點(diǎn)處 的位置通過虛線示出。每個(gè)彈簧ll均為板簧，其從一片金屬板沖壓出來， 并且具有多個(gè)鋸齒形臂12。彈簧11的臂12各作為彼此的鏡像從電樞10 上的動(dòng)作部分(action)的中心點(diǎn)至固定的框架(未示出)上的懸掛點(diǎn)13 延伸，軛l及壓縮機(jī)被錨定到該固定的框架上。彈簧ll將由于該實(shí)施例而 難以沿電樞10的縱向方向以及沿與那里正交的任何方向變形，這樣將沿電 樞10的縱向方向可逆地引導(dǎo)電樞10。
實(shí)質(zhì)上為桿型的電樞10包括其中心區(qū)域中的四極永磁體14。然而，磁
10體14將在氣隙2中被中心地定位，并且當(dāng)彈簧11處于松弛位置時(shí)，在圖1 中的其左手與右手極之間的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度將通過中心臂4而中心地延伸， 在松弛位置中，每個(gè)彈簧11的臂12實(shí)質(zhì)上被定位在相同平面中，當(dāng)電流 被應(yīng)用于線圈8時(shí)，電樞10將根據(jù)電流方向而被向左或向右偏斜。
權(quán)利要求
1. 一種氣壓軸承，其具有軸承襯套(23)，該軸承襯套圍繞用于容納安裝的主體(34)的空腔(22)，并且在該軸承襯套的壁中形成多個(gè)供給通道(32，33)，壓縮氣體可以從外部被應(yīng)用于該供給通道，其特征在于，該軸承襯套(23)通過將多個(gè)元件(24，25，26，27，28)連接在一起而被組裝，并且該供給通道(32，33)中的至少一些通過各鄰近的元件(24，25，26，27，28)中的彼此面對的表面(29)中的至少一個(gè)中的凹槽(32)形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣壓軸承，其特征在于，該凹槽(32)被形 成于各鄰近的元件(24， 25， 26， 27， 28)的彼此面對的表面(29)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣壓軸承，其特征在于，各鄰近的元件 (24， 25， 26， 27， 28)的彼此面對的表面(29)彼此接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣壓軸承，其特征在于，密封墊圈(44) 被插入到各鄰近的元件(24， 25, 26， 27， 28)的彼此面對的表面(29) 之間。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的氣壓軸承，其特征在于，該元件(24， 25， 26， 27， 28)沿該軸承襯套(13)的縱向方向被一個(gè)跟著另一個(gè)地布 置。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的氣壓軸承，其特征在于，該彼此鄰近 的元件(24， 25; 25， 26;…；27， 28)以形狀配合的方式彼此接合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣壓軸承，其特征在于，屬于該元件(25， 27)之一的并且具有該凹槽(32)的前端面(29)被插入到另一個(gè)元件(24， 26， 28)中的凹進(jìn)部內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣壓軸承，其特征在于，該凹槽(32, 33) 以彎曲形式橫跨前端面(29)和中空圓柱形的一個(gè)元件(25， 27)的橫向 表面延伸。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的氣壓軸承，其特征在于，該軸承襯套 (23)被保持在管狀殼體(21)中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣壓軸承，其特征在于，該軸承襯套(23) 的元件(24， 25， 26， 27, 28)在數(shù)量上為至少三個(gè)，三個(gè)元件的組(24， 25， 26; 26， 27， 28)中的中心元件(25; 27)具有比其它兩個(gè)與之接觸 的元件(24， 26; 26， 28)小的外部尺寸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的氣壓軸承，其特征在于，由該軸承襯 套(23)的元件(24， 25， 26， 27， 28)以及由該殼體(21)界定的至少 一個(gè)壓縮氣體供給溝道(46)沿縱向方向延伸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11之一所述的氣壓軸承，其特征在于，延伸通 過該殼體(21)的壓縮氣體供給線(42， 43)具有在該殼體(21)的前端 面上的一個(gè)端部，以及在該中心元件(25; 27)的高度處的另一端。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的氣壓軸承，其特征在于，該凹槽(32， 33)通過變形形成。
14. 一種線性壓縮機(jī)，其具有根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的氣壓軸承。
15. —種用于生產(chǎn)氣壓軸承的方法，所述方法包括步驟a)提供多個(gè)元件(24， 25， 26， 27， 28)，其可以被連接在一起，以 形成圍繞空腔(22)的軸承襯套(23);b) 在該元件(25; 27)中的至少一個(gè)的至少一個(gè)表面(29)中生產(chǎn)凹 槽(32， 33)，在連接情況下的該表面面對鄰近元件(24; 26; 28)的表面； 以及c) 將該元件(24， 25， 26， 27， 28)連接在一起，以形成該軸承襯套 (23)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，將該彼 此面對的表面(29)彼此接觸。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，將密封 墊圈(44)插到該彼此面對的表面(29)之間。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15至17之一所述的方法，其特征在于，該凹槽(32， 33)被模壓。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15至18之一所述的方法，具有額外的步驟d)將 元件(24， 25， 26， 27， 28)放入到管狀殼體(21)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣體推力軸承，該軸承包括軸承襯套(23)，其圍繞用于接收安裝的主體(34)的空腔(22)，并且該軸承襯套的壁設(shè)有多個(gè)供給通道(32，33)，這些通道可以接納來自外部的壓縮氣體。該軸承襯套(23)由多個(gè)組合的元件(24，25，26，27，28)組成。至少一些供給通道(32，33)由各個(gè)相鄰的元件(24，25，26，27，28)的相對表面(29)中的凹槽(32)形成。
文檔編號F16C29/02GK101535667SQ200780041452
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月7日
發(fā)明者J-G·舒伯特, K·萊凱穆勒, M·賈基 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司