液体金属滑动轴承制造技术

本发明专利技术涉及一种液体金属滑动轴承，该液体金属滑动轴承包括至少一个具有外直径的第一轴承件(1)和至少一个具有内直径的第二轴承件(2)，其中在轴承件(1、2)之间形成至少一个填充液体金属(7)的轴承间隙(5；6)。按照本发明专利技术，在至少一个轴承件(1、2)中安置至少一个空隙(11、12；21、22)。这样的液体金属滑动轴承在长时间中出现高的热和机械负荷的情况下也具有高的运行安全性以及长的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液体金属滑动轴承。
技术介绍
这样的液体金属滑动轴承例如由文献DE10318194A1已知。在已知情况下，液体金属滑动轴承被安置在伦琴射线管中并且用于支承旋转阳极。液体金属滑动轴承几乎无磨损地运行，在同时产生小的噪声的情况下具有大的运行安静性并且此外确保支承的构件(旋转阳极)的良好散热。液体金属滑动轴承包括至少一个具有外直径的第一轴承件和至少一个具有内直径的第二轴承件。第一轴承件例如是静止的轴承件，相比之下第二轴承件形成转动的轴承件。为了满足高要求如例如高热拉强度和良好的导热能力以及对于液体金属的良好的湿润性，对于支承件通常应用基于钼的材料，备选地也应用特种钢或陶瓷材料。在液体金属滑动轴承的轴承件之间设有至少一个轴承间隙，该轴承间隙由第一轴承件的外直径和第二轴承件的内直径形成并且填充液体金属。在轴承间隙中流动的液体金属用于润滑并且必须是适合真空的以及也能够在高的出现的运行温度下具有必要的粘性。为此适合的液体金属是由镓(Ga)、铟(In)和锡(Sn)组成的低共熔的合金。这样的GaInSn合金例如以商标名称已知并且由按照重量68.5％的镓、以及21.5％的铟以及10％的锡组成。由于要求的计算机图形拍摄的高图像质量同时降低伦琴射线计量，在涉及的伦琴射线管中的要求是非常高的。在同时改善图像质量(较小的Foken)的情况下，不仅吊架(Gantry)的旋转速度而且每个吊架扫描台的移动速度不断提高(例如在病人整个身体扫描的情况下)。为了实现在焦斑短功率(Brennfleck-Kurzleistung)的最大化的情况下的改善，在计算机成像中产生直至200赫兹的阳极转动速度。因为在计算机成像系统中吊架(转动组件，其中安置有伦琴射线管)以直至4赫兹旋转，所以该吊架被加载大约40克(大约400米/秒2)以及更多。液压液体金属滑动轴承必须能够吸收该极大的高的机械负荷。为此必须如此设置液体金属滑动轴承，在所有运行状态下转动的轴承件与静态轴承件通过润滑介质分离。为了能够形成在轴承间隙中的对应压力，液体金属滑动轴承由多个构件组成，所述构件必须非常精确地相互协调。在伦琴射线管技术中，这例如是内轴承(作为轴)、套筒、间隔环以及一个或多个盖板。轴承间隙在此为仅仅几个微米。通常是小于20μm的在整个轴承长度上对于最大允许公差的极端高的要求。在真实情况下，液体金属滑动轴承中的轴承间隙然而例如还由于以下而减小：·基于在吊架转动期间的弯曲的内轴承的变形；·由于旋转阳极的转动的轴承套筒的变形；·轴承套筒和内轴承的变形，该变形基于不均匀的热前缘通过热传播而出现；·由于其他构件的力作用的轴承套的变形。上述变形能够导致：液体金属滑动轴承中的轴承间隙在运行期间变小。这在此导致：人们在摩擦技术上由液体摩擦变为不期望的混合摩擦或固体摩擦的范围，亦即相邻轴承件的表面接触。这或者导致液体金属滑动轴承的立刻失灵或者导致由于磨损轴承件的逐渐损坏。轴承间隙中的太紧窄的位置通常在位置上是集中的。基于在计算机成像发射器中内轴承的弯曲，这例如是内轴承末端。但是也能够仅仅涉及局部区域，因为在此通过在阳极连接的区域中不对称的热导入局部扩展轴承间隙并且因此在该位置上的承载能力减小。为了一般地提高液体金属滑动轴承的承载能力并且抑制失灵问题，以下措施是已知的，这些措施单独或者组合地应用：·提高液体金属滑动轴承的长度；·增大液体金属滑动轴承的直径；·减小液体金属滑动轴承的轴承间隙；·提高液体金属滑动轴承的转动速度。根据单个情况，上述措施的实现能够导致确定的缺点。虽然随着液体金属滑动轴承长度的提高其承载能力线性提高。当然，人们基于伦琴射线管的结构空间被大幅受限。此外，在较长的液体金属滑动轴承的情况下，内轴承在给定负荷下更大地弯曲，由此该措施能够不利地起作用。因为液体金属滑动轴承的直径三次方地影响其承载能力，所以液体金属滑动轴承的直径的增大自身是有效的措施。不仅由于伦琴射线管可用的结构空间而且由于较高的需要的驱动功率，所以该措施受限。液体金属滑动轴承的轴承间隙的减小间接以二次方地成比例地起作用。当然，当今已经应用的轴承间隙在关于可工艺性(可制造性、可用性、可填充性)方面是极限的。对于轴承间隙，因此在整个轴承长度上显著更小的值几乎是不可实现的。液体金属滑动轴承的转动速度的提高线性地作用于其承载能力。相比于迄今最大的通常200赫兹的更高的转动速度带来对旋转阳极以及伦琴射线管在坚固性和破裂保护自身方面的设计大幅提高的要求。此外，随着较高的转动速度液体金属滑动轴承的不稳定性的危险以及振动产生的危险增加，该振动产生能够导致不平衡并且因此导致旋转阳极的断裂。此外需要显著提高的驱动功率。另外的原理上可能的措施，如例如完全将热量从液体金属滑动轴承排出或者通过减小吊架的转动速度来减小液体金属滑动轴承的负荷，将导致医学成像系统的效率的减小。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，实现一种液体金属滑动轴承，该液体金属滑动轴承在长时间中出现高的热和机械负荷的情况下也具有高的运行安全性以及长的寿命。该任务通过按照本专利技术的液体金属滑动轴承解决。按照本专利技术的液体金属滑动轴承的有利的设计方案分别是优选的实施例的对象。按照本专利技术的液体金属滑动轴承包括至少一个具有外直径的第一轴承件和至少一个具有内直径的第二轴承件，其中在所述轴承件之间形成至少一个填充液体金属的轴承间隙。按照本专利技术，在至少一个轴承件中安置至少一个空隙。第一轴承件例如是静止的轴承件；第二轴承件那么被构成为转动的轴承件。然而，在本专利技术的范围中，第一轴承件也能够是转动的轴承件，而第二轴承件是静止的轴承件。按照本专利技术的解决方案不仅在单侧悬挂的液体金属滑动轴承的情况下而且在双侧悬挂的液体金属滑动轴承的情况下是可实现的。通过在至少一个轴承件中亦即在第一轴承件和/或在第二轴承件中安置至少一个空隙，实现用于变形的空间，该变形能够在液体金属滑动轴承运行期间出现。出现的变形导致轴承间隙的变化(扩大或变窄)。因为液体金属滑动轴承的承载能力是轴承间隙的函数，所以轴承间隙的上述变化相应地对由此涉及的液体金属滑动轴承的承载能力具有不利影响。然而，在根据本专利技术的液体金属滑动轴承中，通过在至少一个轴承件中的至少一个空隙，为在运行期间出现的变形实现局部空间，从而能够可靠地抑制轴承间隙的可能的变化(扩大或变窄)的影响。除此之外，通过在至少一个轴承件中安置空隙实现了用于液体金属的附加的容器，该液体金属用作润滑剂。由此改善在自润滑的液体金属滑动轴承中的润滑剂供应。通过按照本专利技术的解决方案，不再必须尝试完全优化液体金属滑动轴承，这无论如何以可行的成本几乎是不可能的，因为一个参数的优化通常导致另一参数的变差。而是，通过本专利技术可能的是，通过至少一个间隙缓和至少一个局部问题位置，从而第一轴承件和/或第二轴承件的变形不导致轴承间隙的如此大幅的变窄，其使得人们在摩擦技术上由液体摩擦变为不期望的混合摩擦或固体摩擦的范围。因为在此避免混合摩擦或固体摩擦，亦即不发生相邻轴承件的接触，那么可靠地避免轴承件的逐渐损坏或液体金属滑动轴承的立刻失灵。按照本专利技术的液体金属滑动轴承因此也在高机械和/或热负荷下具有高的运行安全性以及长的寿命。通过按照本专利技术的措施，即在至少一个轴承件中在轴承间隙的区域中安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体金属滑动轴承，所述液体金属滑动轴承包括至少一个具有外直径的第一轴承件(1)和至少一个具有内直径的第二轴承件(2)，其中在所述轴承件(1、2)之间形成至少一个填充液体金属(7)的轴承间隙(5；6)，其特征在于，在至少一个轴承件(1、2)中安置至少一个空隙(11、12；21、22)。

【技术特征摘要】
2015.08.11 DE 102015215306.11.一种液体金属滑动轴承，所述液体金属滑动轴承包括至少一个具有外直径的第一轴承件(1)和至少一个具有内直径的第二轴承件(2)，其中在所述轴承件(1、2)之间形成至少一个填充液体金属(7)的轴承间隙(5；6)，其特征在于，在至少一个轴承件(1、2)中安置至少一个空隙(11、12；21、22)。2.根据权利要求1所述的液体金属滑动轴承，其特征在于，所述第二轴承件(2)包括第一套筒(3)和第二套筒(4)，所述套筒抗扭地相互连接。3.根据权利要求1所述的液体金属滑动轴承，其特征在于，至少一个空隙(11、12)被安置在所述第一轴承件(1)的所述外直径中。4.根据权利要求1所述的液体金属滑动轴承，其特征在于，至少一个空隙(21、22)被安置在所述第二轴承件(2)的所述内直径中。5.根据权利要求1所述的液体金属滑动轴承，其特征在于，至少一个空隙(11、12)被安置在所述第一轴承件(1)的所述外直径中并且至少一个空隙(21、22)被安置在所述第二轴承件(2)的所述内直径中。6.根据权利要求2所述的液体金属滑动轴承，其特征在于，至少一个空隙(21、22)被安置在所述第一套筒(3)中。7.根据权利要求1所述的液体金属滑动轴承，其特征在于，至少一个空隙(11、12；21、22)完全沿所述两个轴承件(1、2)中的至少一个的圆周方向延伸。8.根据权利要求1所述的液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·舍费，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE