液體金屬滑動軸承的製作方法
2023-09-22 16:39:45 1
專利名稱：液體金屬滑動軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液體金屬滑動軸承，它具有一個旋轉的和一個固定的軸承部件，在這兩個軸承部件之間是一個由液體金屬填充的軸承間隙。
如果這種液體金屬滑動軸承遺失其液體金屬，這是所不希望的，因為大多數液體金屬為高活性物質。作為液體金屬一般採用鎵、銦或錫的合金，它們在室溫下即成液態。液體金屬滑動軸承例如在X射線管中被用來支承旋轉陽極(參見例如DE 2 852 908 A1、EP0 479 197 A1或US-PS 5 195 119)並且通常被容納在X射線管的真空罩內。正是在X射線管的這種場合下，從液體金屬滑動軸承流出的液體金屬尤其有害，因為液體金屬小液滴如果脫離陽極區，它將對X射線管的高壓強度造成損害。
在EP 0 37 3 705 A2所公開的帶有由液體金屬滑動軸承支撐的旋轉陽極的X射線管中，設有一個用來驅動旋轉陽極的電動機轉子及一個用來夾持固定的軸承部件的帶有可與液體金屬反應化合的材料、即金塗層的支撐體，由此降低從液體金屬滑動軸承流出的液體金屬離開陽極並損害X射線管的高壓強度的危險。
本發明的目的在於對前面所述類型的液體金屬滑動軸承這樣來設計，使得可更進一步降低從液體金屬滑動軸承流出的液體金屬離開旋轉陽極的危險。
本發明的目的是這樣實現的，即提供一種具有一個旋轉的軸承部件和一個固定的軸承部件的液體金屬滑動軸承，在兩軸承部件之間存在有一個用液體金屬填充的軸承間隙，其與軸承間隙相連接的轉動軸承部件具有至少一個環槽，它應設置成這樣的形式，即可能從軸承間隙流出的液體金屬到達環槽，並且在軸承運轉時環槽內的液體金屬通過離心力作用而保持在環槽內。所說的環槽與軸承間隙相連應理解為，可能從軸承間隙流出的液體金屬在其溶解和離開陽極之前可沿構件表面洩漏到環槽。只要旋轉陽極旋轉，那麼可能流出的液體金屬就會通過離心力作用而保持在環槽內。
為確保旋轉陽極不旋轉時液體金屬也能留在環槽內，作為本發明的一種實施形式提出，環槽或者說至少環槽表面的一部分，應帶有金屬塗層，它可與液體金屬反應化合。如果液體金屬為含有鎵、和/或銦和/或錫的合金，則環槽採用含有金和/或銅和/或鎳的金屬塗層。
如果本發明的液體金屬滑動軸承在帶有旋轉陽極的X射線管中用於旋轉地支撐旋轉陽極，其中，旋轉陽極同旋轉的軸承部件和為驅動旋轉陽極而設置的電動機的管狀轉子相連，那麼，作為本發明的實施形式提出，該轉子在其內側具有至少一個環槽，該環槽或為與軸承間隙相連的環槽或為附加的環槽。
最後，作為本發明的一種變化形式提出，轉子在其內側具有至少一個環槽，該環槽或為設計成與軸承間隙相連的環槽，或為一個附加的環槽。
按照本發明具有優點的實施形式，轉子在其外側具有可與液體金屬反應化合的材料。假如液體金屬真的到達轉子的外側，它會在此處被化合，並避免其脫離陽極區。
下面結合附圖對本發明的一實施例作進一步的描述，附圖中
圖1為帶有用於支撐旋轉陽極的本發明液態金屬滑動軸承的旋轉陽極式X射線管的縱向局部剖示圖；圖2為液體金屬滑動軸承放大的截面圖；圖3為與圖2中類似的另一種符合本發明的液體金屬滑動軸承。
圖1所示的旋轉陽極X射線管具有一個設置在一個真空瓶2內的旋轉陽極1。另外真空瓶2還以已公開的方式包含一個陰極3，該陰極含有一個圖1中不明顯的在陰極杯4內的螺旋燈絲。
為實現對旋轉陽極1的可旋轉支撐，設有一個以7表示其總體的液體金屬滑動軸承，它作為內滑動軸承部件具有一個與真空瓶緊密相連的支撐軸6。緊貼外側旋轉的滑動軸承部件8上牢固地裝有旋轉陽極1的陽極盤5。
如從圖2可見，支撐軸6設計成帶凸緣(軸環)，因此在由兩部分8a和8b組成的外側滑動軸承部件和支撐軸6之間具有兩個筒狀支撐面對9和10用來傳遞作用於旋轉陽極1中軸M的徑向力和兩個圓環形支撐面對11和12用來傳遞作用於中軸M的軸向力。
在支撐軸6和外側滑動軸承部件8之間的軸承間隙以圖2未示出的方式由液體金屬填充。所謂液體金屬就是一種在室溫下即為液態的金屬。
在軸承面區域內可按公開的方式設有螺紋形凹槽，其定向應這樣選擇，即當滑動軸承運轉時，該定向將發揮促進作用，使液體金屬停留在軸承內。例如在圖1和2所示的實施例中，屬於支撐軸6的支撐面10在兩個分別在整個支撐軸6圓周上延伸的環形區域內具有V字形凹槽。為描述這一區域，在圖1和2中各示出一V字形凹槽。
在外側的滑動軸承部件8上，藉助螺釘在圖1和圖2中僅示出了用21表示的一些螺釘的中心線，安裝有一個帶有一個孔的密封圈13，支撐軸6穿過該密封圈。孔的筒狀壁帶有一個環槽14，該環槽被設置成與圖2中用15所示的軸承間隙的一端相連。
藉助用來將密封圈1 3固定在外側滑動軸承部件8上的相同螺釘，也使為驅動旋轉陽極1而設置的電動機轉子17與外側滑動軸承部件8連在一起。轉子17與簡圖示出的定子18共同起作用，該定子在轉子17的區域內設置在真空瓶2的外殼上並與該真空瓶構成一個鼠籠式電動機，該電機在提供相應電流的同時使旋轉陽極1旋轉。
因為環槽14如所述設置在旋轉的密封圈13的筒狀孔壁內，從軸承間隙溢出的液體金屬可能沿密封圈13的孔壁，或者說沿支撐軸6的外表面「洩漏到」環槽14內，並且在軸承運轉時通過離心力作用而停留在此。
為使液體金屬在液體金屬滑動軸承停轉狀態下也能停留在環槽14內，該環槽具有圖2中用數字16表示的能與液體金屬反應、即通過形成合金或化合物而結合的材料的塗層。
另外，轉子17具有一個由鐵磁材料製成的圓筒形內側部件17a和一個緊密貼在其上的同樣是圓筒形的由非磁性、電良導體材料製成的外側部件17b。該內側和外側部件被固定在一個圓環形凸緣17c上。在它的內側，即在內側部件17a的筒形內側區內，轉子17具有一些環槽19，當環槽14的儲存作用被用盡時在密封圈13和支撐軸6之間溢出的液體金屬可收集在這些環槽19中。液體金屬在轉子17的內側面上沿凸緣17c和內側部件17a洩漏到環槽19內，並在X射線管旋轉時通過離心力作用而停留在環槽19內。當X射線管處於靜止狀態時，一些位於環槽19內的液體金屬也會停留在此，因為環槽19具有用數字20表示的與液體金屬反應結合的材料的塗層。
對於液體金屬採用含鎵、和/或銦、和/或錫的合金的場合，適合於環槽14和19塗層16和20的材料為含有金和/或銅和/或鎳的材料。
如果塗層由金組成，則它可由濺射來塗上。如果塗層由銅或鎳組成，該塗層可由電渡來塗上。
如果構成轉子17的外側部件17b的非磁性和電良導體材料也適合與採用的液體金屬反應化合，這尤其適宜。假如液體金屬小液滴實際上沒有聚集到環槽14和19內，那麼這些小液滴將被外側部件17b的材料化合。如果作為液體金屬採用的是含鎵和/或銦和/或錫的合金，尤其是銅適合用作外側部件17b的材料。如果外側部件17b的材料本身不適合與液體金屬反應化合，可在外側部件17b上塗一層適合的塗層。
圖3所示的實施例與前面所述的區別在於，鐵磁性的內側部件17a緊密地與支撐軸6相連。凹槽19因此被設在旋轉的外側部件17b內。如果外側部件17b由銅或其它一種非磁性的、具有良好導電特性的、能與液體金屬反應化合的材料製成，槽20的塗層就不必要設了。
在所描述的實施例中，帶有環槽的面為筒形面。屬本發明範疇，也可採用其它形狀的帶環槽面，只要確保液體金屬通過離心力作用而停留在環槽內。
在所述實施例中，環槽各具有一矩形截面，屬本發明範疇，也可採用其它截面形式，只要確保液體金屬通過離心力作用而停留在環槽內。
在上文中以X射線管為例對本發明作了說明，不過，本發明所提出的液體金屬滑動軸承不限於僅在X射線管中應用。
權利要求
1.一種液體金屬滑動軸承，它具有一個旋轉的和一個固定的軸承部件(8和6)，在二者之間是一個由液體金屬填充的軸承間隙，其特徵在於，旋轉軸承部件(8)在與軸承間隙相連處具有至少一個環槽(14、19)，它們被設置成這樣的形式，即可能從軸承間隙溢出的液體金屬到達環槽內，並且在軸承旋轉時，環槽內的液體金屬通過離心力作用而停留在環槽(14、19)內。
2.按照權利要求1所述的液體金屬滑動軸承，其特徵在於，環槽(14、19)帶有能與液體金屬反應化合的材料塗層。
3.按照權利要求1或2所述的液體金屬滑動軸承，其特徵在於，液體金屬為含有鎵和/或銦和/或錫的合金，並且其環槽(14、19)帶有含有金和/或銅和/或鎳的材料的塗層。
4.帶有一藉助按照權利要求1至3中任一項所述的一個液體金屬滑動軸承(7)來支撐其旋轉陽極(1)的X射線管，其中旋轉陽極(1)與旋轉的軸承部件(8)和為驅動旋轉陽極(1)而設置的電動機的筒狀轉子(17)相連接，並且該轉子(17)在其內側具有至少一個環槽(19)。
5.按照權利要求4所述的X射線管，其液體金屬滑動軸承(7)具有一個與旋轉的軸承部件(8)相連接的密封圈(13)，該密封圈帶有一個環槽(14)，它的直徑小於在轉子(17)內側設置的環槽(19)的直徑。
6.按照權利要求4或5所述的X射線管，它的轉子(17)在其外側具有可與液體金屬反應化合的材料。
全文摘要
一種液體金屬滑動軸承，它具有一個旋轉的和一個固定的軸承部件(8及6)，在二者之間存在一由液體金屬填充的軸承間隙。其中，旋轉的軸承部件(8)在與軸承間隙相連處具有至少一個環槽(14、19)，它設置成這樣的形式，即可能存在於環槽(14、19)內的液體金屬在軸承運轉時通過離心力作用而停留在環槽(14、19)內。
文檔編號F16C33/10GK1144888SQ9610425
公開日1997年3月12日 申請日期1996年3月20日 優先權日1995年3月20日
發明者埃德溫·格默爾, 伯恩哈德·希勒, 羅蘭·凱普爾, 沃爾夫岡·庫奈爾 申請人:西門子公司