專利名稱：液體金屬滑動軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體金屬滑動軸承，它具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的和一個(gè)固定的軸承部件，在這兩個(gè)軸承部件之間是一個(gè)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?yàn)榇蠖鄶?shù)液體金屬為高活性物質(zhì)。作為液體金屬一般采用鎵、銦或錫的合金，它們在室溫下即成液態(tài)。液體金屬滑動軸承例如在X射線管中被用來支承旋轉(zhuǎn)陽極(參見例如DE 2 852 908 A1、EP0 479 197 A1或US-PS 5 195 119)并且通常被容納在X射線管的真空罩內(nèi)。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?yàn)橐后w金屬小液滴如果脫離陽極區(qū)，它將對X射線管的高壓強(qiáng)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(zhuǎn)陽極的X射線管中，設(shè)有一個(gè)用來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)陽極的電動機(jī)轉(zhuǎn)子及一個(gè)用來夾持固定的軸承部件的帶有可與液體金屬反應(yīng)化合的材料、即金涂層的支撐體，由此降低從液體金屬滑動軸承流出的液體金屬離開陽極并損害X射線管的高壓強(qiáng)度的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的目的在于對前面所述類型的液體金屬滑動軸承這樣來設(shè)計(jì)，使得可更進(jìn)一步降低從液體金屬滑動軸承流出的液體金屬離開旋轉(zhuǎn)陽極的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的軸承部件和一個(gè)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(gè)用液體金屬填充的軸承間隙，其與軸承間隙相連接的轉(zhuǎn)動軸承部件具有至少一個(gè)環(huán)槽，它應(yīng)設(shè)置成這樣的形式，即可能從軸承間隙流出的液體金屬到達(dá)環(huán)槽，并且在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)環(huán)槽內(nèi)的液體金屬通過離心力作用而保持在環(huán)槽內(nèi)。所說的環(huán)槽與軸承間隙相連應(yīng)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(gòu)件表面泄漏到環(huán)槽。只要旋轉(zhuǎn)陽極旋轉(zhuǎn)，那么可能流出的液體金屬就會通過離心力作用而保持在環(huán)槽內(nèi)。
為確保旋轉(zhuǎn)陽極不旋轉(zhuǎn)時(shí)液體金屬也能留在環(huán)槽內(nèi)，作為本發(fā)明的一種實(shí)施形式提出，環(huán)槽或者說至少環(huán)槽表面的一部分，應(yīng)帶有金屬涂層，它可與液體金屬反應(yīng)化合。如果液體金屬為含有鎵、和/或銦和/或錫的合金，則環(huán)槽采用含有金和/或銅和/或鎳的金屬涂層。
如果本發(fā)明的液體金屬滑動軸承在帶有旋轉(zhuǎn)陽極的X射線管中用于旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)陽極，其中，旋轉(zhuǎn)陽極同旋轉(zhuǎn)的軸承部件和為驅(qū)動旋轉(zhuǎn)陽極而設(shè)置的電動機(jī)的管狀轉(zhuǎn)子相連，那么，作為本發(fā)明的實(shí)施形式提出，該轉(zhuǎn)子在其內(nèi)側(cè)具有至少一個(gè)環(huán)槽，該環(huán)槽或?yàn)榕c軸承間隙相連的環(huán)槽或?yàn)楦郊拥沫h(huán)槽。
最后，作為本發(fā)明的一種變化形式提出，轉(zhuǎn)子在其內(nèi)側(cè)具有至少一個(gè)環(huán)槽，該環(huán)槽或?yàn)樵O(shè)計(jì)成與軸承間隙相連的環(huán)槽，或?yàn)橐粋€(gè)附加的環(huán)槽。
按照本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施形式，轉(zhuǎn)子在其外側(cè)具有可與液體金屬反應(yīng)化合的材料。假如液體金屬真的到達(dá)轉(zhuǎn)子的外側(cè)，它會在此處被化合，并避免其脫離陽極區(qū)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一實(shí)施例作進(jìn)一步的描述，附圖中

圖1為帶有用于支撐旋轉(zhuǎn)陽極的本發(fā)明液態(tài)金屬滑動軸承的旋轉(zhuǎn)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(fā)明的液體金屬滑動軸承。
圖1所示的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管具有一個(gè)設(shè)置在一個(gè)真空瓶2內(nèi)的旋轉(zhuǎn)陽極1。另外真空瓶2還以已公開的方式包含一個(gè)陰極3，該陰極含有一個(gè)圖1中不明顯的在陰極杯4內(nèi)的螺旋燈絲。
為實(shí)現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)陽極1的可旋轉(zhuǎn)支撐，設(shè)有一個(gè)以7表示其總體的液體金屬滑動軸承，它作為內(nèi)滑動軸承部件具有一個(gè)與真空瓶緊密相連的支撐軸6。緊貼外側(cè)旋轉(zhuǎn)的滑動軸承部件8上牢固地裝有旋轉(zhuǎn)陽極1的陽極盤5。
如從圖2可見，支撐軸6設(shè)計(jì)成帶凸緣(軸環(huán))，因此在由兩部分8a和8b組成的外側(cè)滑動軸承部件和支撐軸6之間具有兩個(gè)筒狀支撐面對9和10用來傳遞作用于旋轉(zhuǎn)陽極1中軸M的徑向力和兩個(gè)圓環(huán)形支撐面對11和12用來傳遞作用于中軸M的軸向力。
在支撐軸6和外側(cè)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(tài)的金屬。
在軸承面區(qū)域內(nèi)可按公開的方式設(shè)有螺紋形凹槽，其定向應(yīng)這樣選擇，即當(dāng)滑動軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該定向?qū)l(fā)揮促進(jìn)作用，使液體金屬停留在軸承內(nèi)。例如在圖1和2所示的實(shí)施例中，屬于支撐軸6的支撐面10在兩個(gè)分別在整個(gè)支撐軸6圓周上延伸的環(huán)形區(qū)域內(nèi)具有V字形凹槽。為描述這一區(qū)域，在圖1和2中各示出一V字形凹槽。
在外側(cè)的滑動軸承部件8上，借助螺釘在圖1和圖2中僅示出了用21表示的一些螺釘?shù)闹行木€，安裝有一個(gè)帶有一個(gè)孔的密封圈13，支撐軸6穿過該密封圈?？椎耐矤畋趲в幸粋€(gè)環(huán)槽14，該環(huán)槽被設(shè)置成與圖2中用15所示的軸承間隙的一端相連。
借助用來將密封圈1 3固定在外側(cè)滑動軸承部件8上的相同螺釘，也使為驅(qū)動旋轉(zhuǎn)陽極1而設(shè)置的電動機(jī)轉(zhuǎn)子17與外側(cè)滑動軸承部件8連在一起。轉(zhuǎn)子17與簡圖示出的定子18共同起作用，該定子在轉(zhuǎn)子17的區(qū)域內(nèi)設(shè)置在真空瓶2的外殼上并與該真空瓶構(gòu)成一個(gè)鼠籠式電動機(jī)，該電機(jī)在提供相應(yīng)電流的同時(shí)使旋轉(zhuǎn)陽極1旋轉(zhuǎn)。
因?yàn)榄h(huán)槽14如所述設(shè)置在旋轉(zhuǎn)的密封圈13的筒狀孔壁內(nèi)，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“泄漏到”環(huán)槽14內(nèi)，并且在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(zhuǎn)狀態(tài)下也能停留在環(huán)槽14內(nèi)，該環(huán)槽具有圖2中用數(shù)字16表示的能與液體金屬反應(yīng)、即通過形成合金或化合物而結(jié)合的材料的涂層。
另外，轉(zhuǎn)子17具有一個(gè)由鐵磁材料制成的圓筒形內(nèi)側(cè)部件17a和一個(gè)緊密貼在其上的同樣是圓筒形的由非磁性、電良導(dǎo)體材料制成的外側(cè)部件17b。該內(nèi)側(cè)和外側(cè)部件被固定在一個(gè)圓環(huán)形凸緣17c上。在它的內(nèi)側(cè)，即在內(nèi)側(cè)部件17a的筒形內(nèi)側(cè)區(qū)內(nèi)，轉(zhuǎn)子17具有一些環(huán)槽19，當(dāng)環(huán)槽14的儲存作用被用盡時(shí)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(huán)槽19中。液體金屬在轉(zhuǎn)子17的內(nèi)側(cè)面上沿凸緣17c和內(nèi)側(cè)部件17a泄漏到環(huán)槽19內(nèi)，并在X射線管旋轉(zhuǎn)時(shí)通過離心力作用而停留在環(huán)槽19內(nèi)。當(dāng)X射線管處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，一些位于環(huán)槽19內(nèi)的液體金屬也會停留在此，因?yàn)榄h(huán)槽19具有用數(shù)字20表示的與液體金屬反應(yīng)結(jié)合的材料的涂層。
對于液體金屬采用含鎵、和/或銦、和/或錫的合金的場合，適合于環(huán)槽14和19涂層16和20的材料為含有金和/或銅和/或鎳的材料。
如果涂層由金組成，則它可由濺射來涂上。如果涂層由銅或鎳組成，該涂層可由電渡來涂上。
如果構(gòu)成轉(zhuǎn)子17的外側(cè)部件17b的非磁性和電良導(dǎo)體材料也適合與采用的液體金屬反應(yīng)化合，這尤其適宜。假如液體金屬小液滴實(shí)際上沒有聚集到環(huán)槽14和19內(nèi)，那么這些小液滴將被外側(cè)部件17b的材料化合。如果作為液體金屬采用的是含鎵和/或銦和/或錫的合金，尤其是銅適合用作外側(cè)部件17b的材料。如果外側(cè)部件17b的材料本身不適合與液體金屬反應(yīng)化合，可在外側(cè)部件17b上涂一層適合的涂層。
圖3所示的實(shí)施例與前面所述的區(qū)別在于，鐵磁性的內(nèi)側(cè)部件17a緊密地與支撐軸6相連。凹槽19因此被設(shè)在旋轉(zhuǎn)的外側(cè)部件17b內(nèi)。如果外側(cè)部件17b由銅或其它一種非磁性的、具有良好導(dǎo)電特性的、能與液體金屬反應(yīng)化合的材料制成，槽20的涂層就不必要設(shè)了。
在所描述的實(shí)施例中，帶有環(huán)槽的面為筒形面。屬本發(fā)明范疇，也可采用其它形狀的帶環(huán)槽面，只要確保液體金屬通過離心力作用而停留在環(huán)槽內(nèi)。
在所述實(shí)施例中，環(huán)槽各具有一矩形截面，屬本發(fā)明范疇，也可采用其它截面形式，只要確保液體金屬通過離心力作用而停留在環(huán)槽內(nèi)。
在上文中以X射線管為例對本發(fā)明作了說明，不過，本發(fā)明所提出的液體金屬滑動軸承不限于僅在X射線管中應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種液體金屬滑動軸承，它具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的和一個(gè)固定的軸承部件(8和6)，在二者之間是一個(gè)由液體金屬填充的軸承間隙，其特征在于，旋轉(zhuǎn)軸承部件(8)在與軸承間隙相連處具有至少一個(gè)環(huán)槽(14、19)，它們被設(shè)置成這樣的形式，即可能從軸承間隙溢出的液體金屬到達(dá)環(huán)槽內(nèi)，并且在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，環(huán)槽內(nèi)的液體金屬通過離心力作用而停留在環(huán)槽(14、19)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的液體金屬滑動軸承，其特征在于，環(huán)槽(14、19)帶有能與液體金屬反應(yīng)化合的材料涂層。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的液體金屬滑動軸承，其特征在于，液體金屬為含有鎵和/或銦和/或錫的合金，并且其環(huán)槽(14、19)帶有含有金和/或銅和/或鎳的材料的涂層。
4.帶有一借助按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一個(gè)液體金屬滑動軸承(7)來支撐其旋轉(zhuǎn)陽極(1)的X射線管，其中旋轉(zhuǎn)陽極(1)與旋轉(zhuǎn)的軸承部件(8)和為驅(qū)動旋轉(zhuǎn)陽極(1)而設(shè)置的電動機(jī)的筒狀轉(zhuǎn)子(17)相連接，并且該轉(zhuǎn)子(17)在其內(nèi)側(cè)具有至少一個(gè)環(huán)槽(19)。
5.按照權(quán)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(gè)與旋轉(zhuǎn)的軸承部件(8)相連接的密封圈(13)，該密封圈帶有一個(gè)環(huán)槽(14)，它的直徑小于在轉(zhuǎn)子(17)內(nèi)側(cè)設(shè)置的環(huán)槽(19)的直徑。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的X射線管，它的轉(zhuǎn)子(17)在其外側(cè)具有可與液體金屬反應(yīng)化合的材料。
全文摘要
一種液體金屬滑動軸承，它具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的和一個(gè)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(zhuǎn)的軸承部件(8)在與軸承間隙相連處具有至少一個(gè)環(huán)槽(14、19)，它設(shè)置成這樣的形式，即可能存在于環(huán)槽(14、19)內(nèi)的液體金屬在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過離心力作用而停留在環(huán)槽(14、19)內(nèi)。
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(yōu)先權(quán)日1995年3月20日
發(fā)明者埃德溫·格默爾, 伯恩哈德·希勒, 羅蘭·凱普爾, 沃爾夫?qū)炷螤?申請人:西門子公司