CN104373462B - 液态金属滑动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液态金属滑动轴承，具有至少一个第一轴承件(1)和至少一个第二轴承件(2)，它们摩擦接合地相互连接，其特征在于，至少在第一轴承件(1)和第二轴承件(2)之间至少局部地布置至少一层可延展的第一密封层(11a；11b)。在根据本发明的液态金属滑动轴承中，在较高应力的情况下还能可靠地避免液态金属从滑动轴承中流出。因此，这种液态金属滑动轴承例如适用于安装在X射线发射装置内。

Description

液态金属滑动轴承
技术领域
本发明涉及一种液态金属滑动轴承，该液态金属滑动轴承具有至少一个第一轴承件和至少一个第二轴承件，它们摩擦接合地相互连接。
背景技术
所述类型的液态金属滑动轴承例如由DE 195 23 162 A1所公开。
已知的液态金属滑动轴承包括至少一个第一轴承件和至少一个第二轴承件，它们被摩擦接合地相互连接。
在由DE 195 23 162A1所公开的液态金属滑动轴承中，在由钼制成的轴承件的表面上借助PVD方法(Physical Vapour Deposition，物理气相沉积)涂覆氧化铝(Al2O3)层或氧化钛(TiO2)层。在此，能实现层厚度大约在0.1μm至大约1μm之间。当然，在最大可能的层厚度的情况下也不可能完全覆盖被加工的轴承件的粗糙表面(平均粗糙度Ra大约为2μm)。也不可能借助PVD 方法将粗糙的钼表面整平。
在轴承件表面上涂覆的氧化铝层或氧化钛层相对较硬，从而相互挤压的表面不能够“啮合”。这将导致，随着液态金属滑动轴承的应力的提高(例如，更高的转速、更高的温度)，必须维持越来越低的制造公差，涂覆的PVD层因此承受住液态金属变得更高的压力，即防止液态金属的泄露。由在涂层时高的蒸发速率(短的过程时间)和蒸发材料的“颗粒性”(具有大约为1mm直径的由Al2O3制成的颗粒或者小球)所决定，在蒸发时借助电子射线从蒸发物质中释放出小“球”，它随后保持粘附在轴承件的表面上。即使在将轴承件挤压在一起的情况下，对于这种小球也看不到任何改变。这一方面在于在轴承件之间实际存在(大于大多数小球直径)的缝隙，另一方面在于氧化铝的硬度，因而以不利的方式设定比由轴承件的平整度预定的轴承间隙更大的轴承间隙。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种液态金属滑动轴承，其中，在较高应力的情况下也能可靠地避免液态金属从滑动轴承中流出。
根据本发明的液态金属滑动轴承包括至少一个第一轴承件和至少一个第二轴承件，它们被摩擦接合地相互连接。根据本发明，至少在第一轴承件和第二轴承件之间至少局部地布置至少一层可延展的第一密封层。
对于第一轴承件和第二轴承件例如相应地是固定的轴承件，它们相互连接，并且包围与支承阳极盘(Anodenteller)的轴相连接的转动的内轴承。在可选的变型方案中，第一轴承件和第二轴承件与阳极盘一起绕着固定的内轴承转动，所述内轴承在内部被冷却。根据本发明的解决方案同样都是很好地适合于所述两个变型方案。
在根据本发明的液态金属滑动轴承中，在轴承件之间至少局部地布置可延展的第一密封层，即便在有较高应力的情况下，即在较高压力和/或较高温度的情况下，也可靠地避免了液态金属从液态金属滑动轴承中流出。
在此，可延展的第一密封层能够被涂覆在第一轴承件上或者第二轴承件上。
通过根据本发明的解决方案，在液态金属滑动轴承的轴承件之间的、在组装时产生的并且由不可避免的制造公差引起的缝隙被明显的减小了。也许甚至对于轴承件有较大的表面粗糙度都是有利的，因为由此能够实现轴承件与可延展的密封层较好的“啮合”。在这种情况下，缩短和简化了液态金属滑动轴承的制造，因为在制造轴承件的情况下需要较低的制造公差。因此，相应地降低了制造成本。
在根据本发明的液态金属滑动轴承的一种有利实施方式中，在第一轴承件和第二轴承件之间布置可延展的第二密封层。在此，优选将可延展的第一密封层涂覆在第一轴承件上，并且将第二密封层涂覆在第二轴承件上。
根据本发明的液态金属滑动轴承的一种优选设计方案的特征在于，在第一轴承件和第二轴承件之间布置中间环，并且在第一轴承件和中间环之间至少局部地布置至少一层可延展的第一密封层，并且在中间环和第二轴承件之间至少局部地布置至少一层可延展的第二密封层。这种液态金属滑动轴承以有利的方式适用于在工作时进一步提升持久负荷。
在本发明涉及的以下这些材料或者这些材料的组合由于它们的性质、尤其由于它们的可延展性特别适用于做可延展的密封层，这些材料是：铅、铜、铟、锌、铝、金、银、石墨、碱金属卤化物。作为碱金属卤化物例如可以考虑碘化铯和溴化铯。
在根据本发明的有利设计方案中，将至少一层可延展的密封层设计为薄膜，其中，所述薄膜根据本发明所述的优选实施方式具有在50μm至2000μm 之间的层厚度。因此，将液态金属滑动轴承的轴承件的表面最小为2μm的粗糙度可靠地平整化。
可选地或者附加地根据本发明所述的另一个有利设计方案，将至少一层可延展的密封层设计为PVD层，其中，根据本发明的优选实施方式的PVD 层具有在5μm至200μm之间的层厚度。在这种情况下，也能将液态金属滑动轴承的轴承件的表面最小为2μm的粗糙度可靠地平整化。
通过根据本发明的解决方案，也在较高应力的情况下，即尤其在较高压力和/或较高温度的情况下，可靠地避免液态金属从液态金属滑动轴承中流出。因此，根据本发明的液态金属滑动轴承例如适用于根据本发明的X射线发射装置。根据本发明的X射线发射装置包括发射装置壳体，在该发射装置壳体内布置具有真空壳体和驱动电机的X射线管，其中，在真空壳体内布置阴极和旋转阳极，并且将旋转阳极抗扭地保持在与驱动电机联接的转子轴上。所述转子轴被至少一个根据本发明的液态轴承滑动轴承以可转动的方式支承。在此，根据本发明的液态金属滑动轴承的第一轴承件是靠近阳极盘的轴承件，相反地第二轴承件是远离阳极盘的轴承件。
附图说明
下面结合附图详细阐述根据本发明的液态金属滑动轴承的十个实施例，但是本发明并不局限于这些实施例。相应地以纵剖面示出轴承件的区域，
图1示出液态金属滑动轴承的第一实施方式，
图2示出液态金属滑动轴承的第二实施方式，
图3示出液态金属滑动轴承的第三实施方式，
图4示出液态金属滑动轴承的第四实施方式，
图5示出液态金属滑动轴承的第五实施方式，
图6示出液态金属滑动轴承的第六实施方式，
图7示出液态金属滑动轴承的第七实施方式，
图8示出液态金属滑动轴承的第八实施方式，
图9示出液态金属滑动轴承的第九实施方式，
图10示出液态金属滑动轴承的第十实施方式，
具体实施方式
根据本发明的液态金属滑动轴承包括至少一个第一轴承件1和至少一个第二轴承件2，它们相互摩擦接合地连接。根据本发明至少在第一轴承件 1和第二轴承件2之间至少局部地布置至少一层可延展的第一密封层11a或 11b。
为了阐述根据本发明的技术方案，在图1至图10所示的实施例中为清楚起见仅分别示出包括第一轴承件1和第二轴承件2的液态金属滑动轴承。第一轴承件1和第二轴承件2摩擦接合地相互连接。
在图1至图4中相应地示出“两部分组成的”密封面解决方案，相反地，在图5至图10中相应地示出“三部分组成的”密封面解决方案。
两部分组成的密封面解决方案(图1至图4)包括第一轴承件1和第二轴承件2，两者直接地摩擦接合地相互连接，其中在图1、图2和图4中所示的实施例分别只具有可延展的第一密封层11a或11b，并且根据图3所示的设计方案除了可延展的第一密封层11a外还具有可延展的第二密封层12a。
三部分组成的密封面解决方案(图5至图10)也包括第一轴承件1和第二轴承件2，其中，在第一轴承件1和第二轴承件2之间布置中间环3。在第一轴承件1和中间环3之间至少局部地布置至少一层可延展的第一密封层 11a或11b；在中间环3和第二轴承件2之间至少局部地布置至少一层可延展的第二密封层12a或12b。在三部分组成的密封面解决方案中，第一轴承件1和第二轴承件2(这次与中间环3一起)摩擦接合地相互连接。
在第一实施方式中(图1)，在第一轴承件1和第二轴承件2之间布置可延展的第一密封层11a，该密封层被设计为PVD层，并且布置在第二轴承件 2上。
在第二实施例中(图2)，在第一轴承件1和第二轴承件2之间还是布置可延展的第一密封层11a。但是，可延展的第一密封层11a布置在第一轴承件1上，并且还是被设计为PVD层。
在第三设计方案中(图3)，在第一轴承件1和第二轴承件2之间布置可延展的第一密封层11a和可延展的第二密封层12a。在此，将可延展的第一密封层11a布置在第一轴承件1上。将可延展的第二密封层12a布置在第二轴承件2上。两个可延展的密封层11a和12a都被设计为PVD层。
在第四实施方式中(图4)，在第一轴承件1和第二轴承件2之间布置第一可延展的密封层11b，该密封层设计为薄膜，并且布置在第二轴承件2上。
第五设计方案(图5)包括中间环3，它被布置在第一轴承件1和第二轴承件2之间。在第一轴承件1和中间环3之间布置可延展的第一密封层11a，并且在中间环3和第二轴承件2之间布置可延展的第二密封层12a。两个可延展的密封层11a和12a都被设计为PVD层，并且被布置在中间环3的两个侧面上。
第六实施例(图6)同样包括中间环3，它被布置在第一轴承件1和第二轴承件2之间。在第一轴承件1和中间环3之间布置可延展的第一密封层11a，并且在中间环3和第二轴承件2之间布置可延展的第二密封层12a。两个可延展的密封层11a和12a都被设计为PVD层，其中，可延展的第一密封层 11a被布置在第一轴承件1上，并且可延展的第二密封层12a被布置在中间环3的面对第二轴承件2的侧面上。
第七实施方式(图7)还是包括中间环3，它被布置在第一轴承件1和第二轴承件2之间。在第一轴承件1和中间环3之间布置可延展的第一密封层 11a，并且在中间环3和第二轴承件2之间布置可延展的第二密封层12a。两个可延展的密封层11a和12a都被设计为PVD层，其中，可延展的第一密封层11a被布置在第一轴承件1上，并且第二可延展的密封层12a被布置在第二轴承件2上。
第八实施方式(图8)也包括中间环3，它被布置在第一轴承件1和第二轴承件2之间。在第一轴承件1和中间环3之间布置可延展的第一密封层11a，并且在中间环3和第二轴承件2之间布置可延展的第二密封层12a。两个可延展的密封层11a和12a都被设计为PVD层，其中，可延展的第一密封层 11a被布置在中间环的面对第一轴承件1的侧面上，并且可延展的第二密封层12a被布置在第二轴承件2上。
第九实施例(图9)还是包括中间环3，它被布置在第一轴承件1和第二轴承件2之间。在第一轴承件1和中间环3之间布置可延展的第一密封层 11b，并且在中间环3和第二轴承件2之间布置可延展的第二密封层12b。两个可延展的密封层11b和12b都被设计为可延展的薄膜，其中，可延展的第一密封层11b被布置中间环3上。可延展的第二密封层12b被布置在第二轴承件2上。
第十设计方案(图10)还是包括中间环3，它被布置在第一轴承件1和第二轴承件2之间。在第一轴承件1和中间环3之间布置可延展的第一密封层 11b，并且在中间环3和第二轴承件2之间布置可延展的第二密封层12a。可延展的第一密封层11b被设计为薄膜，相反的将第二可延展的密封层12a设计为PVD层。第一可延展的密封层11b被布置中间环3的面对第一轴承件1 的侧面上。第二可延展的密封层12a被布置在第二轴承件2上。
虽然通过优选的实施例在细节上详细地用附图阐述和描述本发明，但是本发明不应被图1至图10中所示的实施例所限制。更确切地说，本领域技术人员应该由此毫无问题地推导出其他根据本发明的技术方案的变型方案，只要不脱离本发明的主体思想即可。

Claims (8)

1.一种液态金属滑动轴承，该液态金属滑动轴承具有至少一个第一轴承件和至少一个第二轴承件，它们摩擦接合地相互连接，其特征在于，至少在第一轴承件和第二轴承件之间至少局部地布置至少一层可延展的第一密封层，其中在所述第一轴承件和第二轴承件之间布置中间环，并且在所述第一轴承件和中间环之间至少局部地布置至少一层可延展的第一密封层，并且在所述中间环和第二轴承件之间至少局部地布置至少一层可延展的第二密封层。
2.根据权利要求1所述的液态金属滑动轴承，其特征在于，在所述第一轴承件和第二轴承件之间布置可延展的第二密封层。
3.根据权利要求1所述的液态金属滑动轴承，其特征在于，可延展的第一和/或第二密封层由下面所述的材料或者这些材料的组合而制成：铅、铜、铟、锌、铝、金、银、石墨、碱金属卤化物。
4.根据权利要求1至3之一所述的液态金属滑动轴承，其特征在于，至少一层可延展的第一和/或第二密封层被设计为薄膜。
5.根据权利要求1至3之一所述的液态金属滑动轴承，其特征在于，至少一层可延展的第一和/或第二密封层被设计为PVD层。
6.根据权利要求4所述的液态金属滑动轴承，其特征在于，所述薄膜具有在50μm至2000μm之间的层厚度。
7.根据权利要求5所述的液态金属滑动轴承，其特征在于，所述PVD层具有在5μm至200μm之间的层厚度。
8.一种具有发射装置壳体的X射线发射装置，在所述发射装置壳体内布置具有真空壳体和驱动电机的X射线管，其中，在所述真空壳体内布置阴极和旋转阳极，并且将旋转阳极抗扭地保持在与驱动电机联接的转子轴上，其特征在于，所述转子轴被至少一个根据权利要求1至7之一所述的液态金属滑动轴承以可转动的方式支承。
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