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Die Erfindung betrifft ein Flüssigmetall-Gleitlager. Ein derartiges Flüssigmetall-Gleitlager ist beispielsweise aus der
DE 103 18 194 A1 bekannt. Im bekannten Fall ist das Flüssigmetall-Gleitlager in einer Röntgenröhre angeordnet und dient zur Lagerung einer Drehanode.
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Flüssigmetall-Gleitlager funktionieren nahezu verschleißfrei, besitzen eine große Laufruhe bei gleichzeitig geringer Geräuschentwicklung und stellen darüber hinaus eine gute Entwärmung des gelagerten Bauteils (Drehanode) sicher.
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Ein Flüssigmetall-Gleitlager umfasst wenigstens ein erstes Lagerteil mit einem Außendurchmesser und wenigstens ein zweites Lagerteil mit einem Innendurchmesser. Bei dem ersten Lagerteil handelt es sich beispielsweise um ein stehendes Lagerteil, wohingegen das zweite Lagerteil ein rotierendes Lagerteil bildet. Um die hohen Anforderungen wie beispielsweise hohe Warmfestigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit sowie gute Benetzbarkeit für das Flüssigmetall zu erfüllen, werden für die Lagerteile üblicherweise Molybdänbasis-Werkstoffe verwendet, alternativ auch besondere Stähle oder Keramikwerkstoffe.
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Zwischen den Lagerteilen des Flüssigmetall-Gleitlagers ist wenigstens ein Lagerspalt vorhanden, der von dem Außendurchmesser des ersten Lagerteils und dem Innendurchmesser des zweiten Lagerteils gebildet wird und der mit einem Flüssigmetall gefüllt ist. Das im Lagerspalt fließende Flüssigmetall dient zur Schmierung und muss vakuumtauglich sein sowie auch bei hohen auftretenden Betriebstemperaturen die notwendige Viskosität besitzen. Ein hierfür geeignetes Flüssigmetall ist eine eutektische Legierung aus Gallium (Ga), Indium (In) und Zinn (Sn). Eine derartige GaInSn-Legierung ist z.B. unter dem Markenamen Galinstan® bekannt und besteht aus 68,5 Gew.-% Gallium sowie 21,5 Gew.-% Indium und 10 Gew.-% Zinn.
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Wegen der geforderten hohen Bildqualität einer Computertomografie-Aufnahme bei gleichzeitiger Reduzierung der Röntgenstrahlungsdosis sind die Anforderungen bei den betreffenden Röntgenröhren sehr hoch.
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Bei gleichzeitiger Verbesserung der Bildqualität (kleinere Foken) werden sowohl die Rotationsgeschwindigkeit der Gantry als auch die Verfahrgeschwindigeit der Patientenliege pro Gantryumdrehung ständig erhöht (beispielsweise bei einem Ganzkörper-Scan eines Patienten). Um Verbesserungen bei der Maximierung der Brennfleck-Kurzleistung zu erreichen, werden in der Computertomografie Anodenrotationsgeschwindigkeiten von bis zu 200 Hz erzeugt. Da in einem Computertomografie-System die Gantry (Rotationsbaugruppe, in der die Röntgenröhre angeordnet ist) mit bis zu 4 Hz dreht, wird diese mit ca. 40 g (knapp 400 m/s2) und mehr belastet. Diese enorm hohen mechanischen Belastungen muss das hydrodynamische Flüssigmetall-Gleitlager aufnehmen können. Hierzu muss das Flüssigmetall-Gleitlager so ausgelegt sein, dass bei allen Betriebszuständen das rotierende Lagerteil von dem statischen Lagerteil durch das Schmiermedium getrennt ist.
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Damit dieser Gegendruck im Lagerspalt aufgebaut werden kann, bestehen Flüssigmetall-Gleitlager aus mehreren Bauteilen, welche sehr präzise aufeinander abgestimmt sein müssen. In der Röntgenröhrentechnik sind dies z.B. ein Innenlager (als Achse), eine Buchse, ein Zwischenring und eine oder mehrere Abdeckungen. Der Lagerspalt beträgt dabei nur wenige Mikrometer. Üblich sind weniger als 20 µm mit extrem hohen Anforderungen an die maximal zulässigen Toleranzen über die gesamte Lagerlänge.
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Im realen Fall reduziert sich der Lagerspalt im Flüssigmetall-Gleitlager jedoch beispielsweise noch durch
- • Deformation des Innenlagers aufgrund von Durchbiegungen während der Rotation der Gantry,
- • Deformation der Lagerbuchse durch die Rotation der Drehanode,
- • Deformation der Lagerbuchse und des Innenlagers, die durch eine thermische Dehnung aufgrund einer ungleichmäßigen Wärmefront auftritt,
- • Deformation der Lagerbuchse durch die Krafteinwirkung anderer Komponenten.
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Die vorgenannten Deformationen können dazu führen, dass sich der Lagerspalt im Flüssigkeitsmetall-Gleitlager während des Betriebs verkleinert. Dies führt an diesen Stellen dazu, dass man tribologisch von der Flüssigkeitsreibung in den Bereich der unerwünschten Mischreibung bzw. Festkörperreibung kommt, d.h. die Oberflächen der benachbarten Lagerteile berühren sich. Dies führt entweder zum sofortigen Versagen des Flüssigkeitsmetall-Gleitlagers oder zu einer sukzessiven Schädigung der Lagerteile durch Verschleiß.
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Diese zu engen Stellen im Lagerspalt sind in der Regel örtlich konzentriert. Aufgrund der Durchbiegung der Innenlager bei Computertomografie-Strahlern, sind das z.B. die Innenlager-Enden. Es können aber auch nur lokale Bereiche betroffen sein, da hier durch eine asymmetrische Wärmeeinleitung im Bereich der Anodenanbindung der Lagerspalt lokal aufgeweitet wird und sich somit die Tragfähigkeit an dieser Stelle verringert.
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Um die Tragfähigkeit von Flüssigmetall-Gleitlagern generell zu erhöhen und der Versagensproblematik entgegenzuwirken, sind folgende Maßnahmen bekannt, die einzeln oder in Kombination angewendet werden:
- • Länge des Flüssigmetall-Gleitlagers erhöhen,
- • Durchmesser des Flüssigmetall-Gleitlagers vergrößern,
- • Lagerspalt des Flüssigmetall-Gleitlagers verkleinern,
- • Rotationsgeschwindigkeit des Flüssigmetall-Gleitlagers erhöhen.
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Die Realisierung der vorstehend genannten Maßnahmen kann, abhängig vom Einzelfall, zu bestimmten Nachteilen führen.
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So steigt zwar mit einer Erhöhung der Länge des Flüssigmetall-Gleitlagers dessen Tragfähigkeit linear an. Allerdings ist man aufgrund des Bauraums der Röntgenröhre stark limitiert. Darüber hinaus biegt sich bei einem längeren Flüssigmetall-Gleitlager das Innenlager bei gegebener Belastung mehr, wodurch diese Maßnahme kontraproduktiv wirken kann.
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Da der Durchmesser des Flüssigmetall-Gleitlagers mit der dritten Potenz in dessen Tragfähigkeit eingeht, ist eine Vergrößerung des Durchmessers des Flüssigmetall-Gleitlagers an sich eine wirkungsvolle Maßnahme. Limitiert wird diese Maßnahme allerdings sowohl durch den zur Verfügung stehenden Bauraum des Röntgenstrahlers als auch durch eine höhere erforderliche Antriebsleistung.
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Eine Verkleinerung des Lagerspalts des Flüssigmetall-Gleitlagers geht indirekt proportional mit der zweiten Potenz ein. Allerdings sind die bereits heute verwendeten Lagerspalte grenzwertig hinsichtlich der Prozessierbarkeit (Fertigbarkeit, Fügbarkeit, Füllbarkeit). Für den Lagerspalt sind somit deutlich kleinere Werte über die gesamte Lagerlänge kaum realisierbar.
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Eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit des Flüssigmetall-Gleitlagers geht linear in dessen Tragfähigkeit ein. Höhere Rotationsgeschwindigkeiten als die bisher maximal üblichen 200 Hz bringen stark erhöhte Anforderungen an die Auslegung der Drehanode und der Röntgenröhre in Bezug auf Festigkeit und Berstschutz mit sich. Weiterhin steigen mit größerer Rotationsgeschwindigkeit die Gefahr der Instabilität des Flüssigmetall-Gleitlagers sowie die Gefahr des Vibrationsaufbaus, der zu einer Unwucht und in deren Folge zu einem Bruch der Drehanode führen kann. Darüber hinaus wird eine deutlich erhöhte Antriebsleistung benötigt.
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Weitere, prinzipiell mögliche Maßnahmen, wie z.B. die Wärme aus dem Flüssigmetall-Gleitlager komplett herauszuhalten oder aber die Belastung des Flüssigmetall-Gleitlagers durch eine Reduktion der Rotationsgeschwindigkeit der Gantry zu reduzieren, führen zu einer Reduktion der Leistungsfähigkeit des medizinischen Bildgebungssystems.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Flüssigmetall-Gleitlager zu schaffen, das auch bei einer über einen langen Zeitraum auftretenden hohen thermischen und mechanischen Belastung eine hohe Betriebssicherheit sowie eine lange Lebensdauer aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Flüssigmetall-Gleitlager gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Flüssigmetall-Gleitlagers sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
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Das Flüssigmetall-Gleitlager nach Anspruch 1 umfasst wenigstens ein erstes Lagerteil mit einem Außendurchmesser und wenigstens ein zweites Lagerteil mit einem Innendurchmesser, wobei zwischen den Lagerteilen wenigstens ein mit einem Flüssigmetall gefüllter Lagerspalt gebildet ist. Erfindungsgemäß ist an wenigstens einem Lagerteil wenigstens eine Aussparung angeordnet. Bei dem ersten Lagerteil handelt es sich z.B. um ein stehendes Lagerteil; das zweite Lagerteil ist dann als rotierendes Lagerteil ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung kann jedoch auch das erste Lagerteil das rotierende Lagerteil und das zweite Lagerteil das stehende Lagerteil sein.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist sowohl bei einseitig aufgehängten Flüssigmetall-Gleitlagern als auch bei zweiseitig aufgehängten Flüssigmetall-Gleitlagern realisierbar.
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Dadurch, dass in wenigstens einem Lagerteil, also im ersten Lagerteil und/oder im zweiten Lagerteil, wenigstens eine Aussparung angeordnet ist, wird Platz geschaffen für Deformationen, die während des Betriebs des Flüssigmetall-Gleitlagers auftreten können. Die auftretenden Deformationen führen zu einer Veränderung des Lagerspalts (Aufweitung oder Verengung). Da die Tragfähigkeit des Flüssigmetall-Gleitlagers eine Funktion des Lagerspalts ist, haben die vorgenannten Veränderungen des Lagerspalts entsprechend negative Auswirkungen auf die Tragfähigkeit des davon betroffenen Flüssigmetall-Gleitlagers. Bei dem Flüssigmetall-Gleitlager gemäß Anspruch 1 wird jedoch durch wenigstens eine Aussparung in wenigstens einem Lagerteil für die während des Betriebs auftretenden Deformationen lokal Platz geschaffen, so dass den Auswirkungen einer eventuellen Veränderung (Aufweitung oder Verengung) des Lagerspalts zuverlässig entgegengewirkt werden kann.
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Darüber hinaus wird dadurch, dass in wenigstens einem Lagerteil eine Aussparung angeordnet ist, ein zusätzliches Reservoir für das Flüssigmetall, das als Schmiermittel dient, geschaffen. Dadurch wird die Schmiermittelversorgung in selbstschmierenden Flüssigmetall-Gleitlagern verbessert.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung muss nicht mehr versucht werden, das Flüssigmetall-Gleitlager vollständig zu optimieren, was ohnehin mit einem vertretbaren Aufwand kaum möglich ist, da die Optimierung eines Parameters in der Regel zu einer Verschlechterung eines anderen Parameters führt. Vielmehr ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, zumindest eine lokale Problemstelle durch wenigstens eine Aussparung zu entschärfen, so dass eine Deformation des ersten Lagerteils und/oder des zweiten Lagerteils nicht zu einer derart starken Verengung des Lagerspalts führt, dass man tribologisch von der Flüssigkeitsreibung in den Bereich der unerwünschten Mischreibung bzw. Festkörperreibung kommt. Da an diesen Stellen eine Mischreibung bzw. eine Festkörperreibung vermieden wird, also keine Berührung der benachbarten Lagerteile stattfindet, wird eine sukzessive Schädigung der Lagerteile bzw. ein sofortiges Versagen des Flüssigmetall-Gleitlagers zuverlässig vermieden. Das erfindungsgemäße Flüssigmetall-Gleitlager weist damit auch bei hohen mechanischen und/oder thermischen Belastungen eine hohe Betriebssicherheit sowie eine lange Lebensdauer auf.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, in wenigstens einem Lagerteil im Bereich des Lagerspalts wenigstens eine Aussparung anzuordnen, bleiben die Außenabmessungen des Flüssigmetall-Gleitlagers unverändert, so dass ein herkömmliches Flüssigmetall-Gleitlager durch ein Flüssigmetall-Gleitlager gemäß Anspruch 1 bzw. gemäß vorteilhafter Ausgestaltungen nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 16 problemlos ersetzt werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Flüssigmetall-Gleitlagers nach Anspruch 2 umfasst das zweite Lagerteil eine erste Buchse und eine zweite Buchse, die verdrehfest miteinander verbunden sind. Ein derartiges Flüssigmetall-Gleitlager ist aufgrund der Zweiteiligkeit des zweiten Lagerteils einfach montierbar und einfach demontierbar.
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Abhängig von den konstruktiven Rahmenbedingungen und/oder dem vom Einsatzbereich bestimmten Anforderungsprofil kann eine der vorteilhaften Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 3, 4 oder 5 gezielt ausgewählt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nach Anspruch 3 ist wenigstens eine Aussparung im Außendurchmesser des ersten Lagerteils angeordnet. Gemäß einer ebenfalls vorteilhaften, alternativen Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist wenigstens eine Aussparung im Innendurchmesser des zweiten Lagerteils angeordnet.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl im Außendurchmesser des ersten Lagerteils als auch im Innendurchmesser des zweiten Lagerteils jeweils wenigstens eine Aussparung angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung ist für thermo-mechanische extrem hoch beanspruchte Flüssigmetall-Gleitlager besonders geeignet.
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Ist das Flüssigmetall-Gleitlager gemäß Anspruch 5 ausgebildet, umfasst das zweite Lagerteil also eine erste Buchse und eine zweite Buchse, die verdrehfest miteinander verbunden sind, dann ist gemäß Anspruch 6 in vorteilhafter Weise wenigstens eine Aussparung in der ersten Buchse angeordnet.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Flüssigmetall-Gleitlagers nach Anspruch 7, erstreckt sich wenigstens eine Aussparung vollständig in Umfangsrichtung wenigstens einer der beiden Lagerteile. Damit erhält man auf konstruktiv besonders einfache Weise ein eine Vergrößerung des Reservoirs für das Flüssigmetall.
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Im Rahmen der Erfindung sind – abhängig von der Größe des Flüssigmetall-Gleitlagers und dessen Einsatzbereich – jeweils verschiedene vorteilhafte Varianten der Aussparungen realisierbar.
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So ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nach Anspruch 8 wenigstens eine Aussparung als diskrete Änderung in wenigstens einem der beiden Lagerteile ausgeführt. Gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Variante nach Anspruch 9 ist wenigstens eine Aussparung als kontinuierliche Änderung in wenigstens einem der beiden Lagerteile ausgeführt. Auch eine Kombination der in den Ansprüchen 8 und 9 beschriebenen Maßnahmen kann im Einzelfall ebenfalls eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flüssigmetall-Gleitlagers darstellen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 ist wenigstens eine als diskrete Änderung ausgestaltete Aussparung als Stufe ausgeführt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 11 ist die diskrete Änderung als Nut ausgeführt.
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Bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 12 ist wenigstens eine als kontinuierliche Änderung ausgestaltete Aussparung als Abschrägung ausgeführt. Gemäß einer weiteren Variante gemäß Anspruch 13 ist die Aussparung als konvexe Fläche ausgebildet. Eine alternative Ausführungsform nach Anspruch 14 weist eine konkave Fläche auf.
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Die wenigstens eine Aussparung ist gemäß Anspruch 15 als abschnittsweise Verjüngung (Reduzierung) des Außendurchmessers ausgeführt und/oder gemäß Anspruch 16 als abschnittsweise Vergrößerung des Innendurchmessers ausgeführt.
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Die erfindungsgemäße Lösung sowie deren vorteilhafte Ausgestaltungen sind aufgrund der hohen Zuverlässigkeit für eine Vielzahl von Anwendungsfällen geeignet. Insbesondere für Hochspannungsanwendungen im Hochvakuumbereich, beispielsweise Röntgenröhren, ist die Erfindung vorteilhaft einsetzbar. Eine gemäß Anspruch 17 ausgeführte Röntgenröhre umfasst ein Vakuumgehäuse, in der eine Drehanode angeordnet ist, die drehbar auf wenigstens einem Flüssigmetall-Gleitlager nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16 gelagert ist.
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Ein medizinisches System gemäß Anspruch 18, das mit einer Röntgenröhre gemäß Anspruch 17 ausgestattet ist, weist damit eine entsprechend hohe Zuverlässigkeit auf.
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Nachfolgend werden zwei schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform eines Flüssigmetall-Gleitlagers in einem Längsschnitt,
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2 eine zweite Ausführungsform eines Flüssigmetall-Gleitlagers in einem Längsschnitt,
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3 bis 7 verschiedene alternative Aussparungen in einem Lagerteil des Flüssigmetall-Gleitlagers.
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Das in 1 und in 2 jeweils dargestellte Flüssigmetall-Gleitlager umfasst ein erstes Lagerteil 1 und ein zweites Lagerteil 2.
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Das erste Lagerteil 1 und das zweite Lagerteil 2 sind beispielsweise aus Molybdän gefertigt.
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Das erste Lagerteil 1 ist als stehendes Lagerteil ausgeführt und bildet das Innenlager, wohingegen das zweite Lagerteil 2 als rotierendes Lagerteil ausgeführt ist und eine erste Buchse 3 sowie eine zweite Buchse 4 umfasst, die verdrehfest miteinander verbunden sind. Die erste Buchse 3 sowie die zweite Buchse 4 bilden damit eine rotierende Lagerbuchse.
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Beim Zusammenbau des Flüssigmetall-Gleitlagers wird in die erste Buchse 3 (Teil des rotierenden Lagerteils 2) das Innenlager 1 (stehendes Lagerteil) eingesetzt und anschließend die zweite Buchse 4 (Teil des rotierenden Lagerteils 2) mit der ersten Buchse 3 verdrehfest verbunden.
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Nach dem Zusammenbau des Flüssigmetall-Gleitlagers sind zwischen dem ersten Lagerteil 1 (Innenlager; stehendes Lagerteil) und dem zweiten Lagerteil 2 (Lagerbuchse; rotierendes Lagerteil) ein vertikal verlaufender Lagerspalt 5 sowie ein horizontal verlaufender Lagerspalt 6 gebildet.
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Das Flüssigmetall-Gleitlager umfasst nach dem Zusammenbau ein Radiallager, umschlossen vom waagrechten Lagerspalt 6 und ein Axiallager, umschlossen vom senkrechten Lagerspalt 5.
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Die Lagerspalte 5 und 6 sind mit einem Flüssigmetall 7 gefüllt, z.B. mit einer eutektischen GaInSn-Legierung.
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Um beim Flüssigmetall-Gleitlager an wenigstens einer lokalen Problemstelle einen Freiraum für eine während des Betriebes eventuell auftretende Verformung zu schaffen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, im ersten Lagerteil 1 und/oder im zweiten Lagerteil 2 jeweils wenigstens eine Aussparung anzuordnen.
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Bei dem in 1 dargestellten Flüssigmetall-Gleitlager weist das erste Lagerteil 1 zwei Aussparungen 11 und 12 auf, die beide im Außendurchmesser des ersten Lagerteils 2 angeordnet sind.
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Bei dem in 2 dargestellten Flüssigmetall-Gleitlager weist das zweite Lagerteil 2 zwei Aussparungen 21 und 22 auf, die beide im Innendurchmesser des zweiten Lagerteils, und zwar in der in der ersten Buchse 3 angeordnet sind.
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Im Rahmen der Erfindung sind – abhängig von der Größe des Flüssigmetall-Gleitlagers und dessen Einsatzbereich – jeweils verschiedene vorteilhafte Varianten der Aussparungen realisierbar.
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In den 3 bis 7 sind beispielhaft verschiedene vorteilhafte Varianten der Aussparung 12 im ersten Lagerteil 1 dargestellt. Die erläuterten Varianten sind gleichermaßen auch für die Aussparung 11 im ersten Lagerteil 1 sowie für die Aussparungen 21 und 22 im zweiten Lagerteil 2 realisierbar.
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Prinzipiell kann die Aussparung als diskrete Änderung (3 und 4) oder als kontinuierliche Änderung (5 bis 7) in wenigstens einem der beiden Lagerteile 1 bzw. 2 (Außendurchmesser des ersten Lagerteils 1 oder Innendurchmesser des zweiten Lagerteils 2) ausgeführt sein.
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Bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung ist die als diskrete Änderung ausgestaltete Aussparung 12 als Stufe ausgeführt. Gemäß einer in 4 dargestellten Ausführungsform ist die als diskrete Änderung ausgestaltete Aussparung 12 als Nut ausgeführt.
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Bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung nach 5 ist die als kontinuierliche Änderung ausgestaltete Aussparung 12 als Abschrägung ausgeführt. Gemäß einer weiteren Variante gemäß 6 ist die Aussparung 12 als konvexe Fläche ausgebildet. Eine alternative Variante der Aussparung 12, die in 7 dargestellt ist, weist eine konkave Fläche auf.
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Dadurch, dass in wenigstens einem Lagerteil, also im ersten Lagerteil 1 und/oder im zweiten Lagerteil 2, wenigstens eine Aussparung 11 angeordnet ist, wird Platz geschaffen für Deformationen, die während des Betriebs des Flüssigmetall-Gleitlagers auftreten können. Die auftretenden Deformationen führen zu einer Veränderung der Lagerspalte 5 und 6 (Aufweitung oder Verengung). Da die Tragfähigkeit des Flüssigmetall-Gleitlagers jedoch eine Funktion des Lagerspalts ist, haben die vorgenannten Veränderungen des Lagerspalts entsprechend negative Auswirkungen auf die Tragfähigkeit des davon betroffenen Flüssigmetall-Gleitlagers. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird jedoch durch wenigstens eine Aussparung 11 bzw. 12 bzw. 21 bzw. 22 in wenigstens einem Lagerteil 1 bzw. 2 für während des Betriebs auftretende Deformationen lokal Platz geschaffen, so dass den Auswirkungen einer eventuellen Veränderung (Aufweitung oder Verengung) der Lagerspalte 5 und 6 zuverlässig entgegengewirkt werden kann.
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Darüber hinaus wird dadurch, dass eine Aussparung 11 bzw. 12 im Außendurchmesser des ersten Lagerteils 1 und/oder eine Aussparung 21 bzw. 22 im Innendurchmesser des zweiten Lagerteils 2 angeordnet ist, ein zusätzliches Reservoir für das Flüssigmetall 7, das als Schmiermittel dient, geschaffen. Dadurch wird die Schmiermittelversorgung bei selbstschmierenden Flüssigmetall-Gleitlagern verbessert.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung muss nicht mehr versucht werden, das Flüssigmetall-Gleitlager vollständig zu optimieren, was ohnehin mit einem vertretbaren Aufwand kaum möglich ist, da die Optimierung eines Parameters in der Regel zu einer Verschlechterung eines anderen Parameters führt. Vielmehr ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, zumindest eine lokale Problemstelle durch wenigstens eine Aussparung 11 bzw. 12 bzw. 21 bzw. 22 zu entschärfen, so dass eine Deformation des ersten Lagerteils 1 und/oder des zweiten Lagerteils 2 nicht zu einer derart starken Verengung des Lagerspalts 5 bzw. 6 führt, dass man tribologisch von der Flüssigkeitsreibung in den Bereich der unerwünschten Mischreibung bzw. Festkörperreibung kommt. Da an diesen Stellen eine Mischreibung bzw. eine Festkörperreibung vermieden wird, also keine Berührung der benachbarten Lagerteile 1 und 2 stattfindet, wird eine sukzessive Schädigung der Lagerteile 1 und 2 bzw. ein sofortiges Versagen des Flüssigmetall-Gleitlagers zuverlässig vermieden. Das erfindungsgemäße Flüssigmetall-Gleitlager weist damit auch bei hohen mechanischen und/oder thermischen Belastungen eine hohe Betriebssicherheit sowie eine lange Lebensdauer auf.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, in wenigstens einem Lagerteil 1 bzw. 2 im Bereich des Lagerspalts 6 wenigstens eine Aussparung 11 bzw. 12 bzw. 21 bzw. 22 anzuordnen, bleiben die Außenabmessungen des Flüssigmetall-Gleitlagers unverändert, so dass ein herkömmliches Flüssigmetall-Gleitlager problemlos durch ein Flüssigmetall-Gleitlager gemäß der Erfindung bzw. gemäß vorteilhafter Ausgestaltungen ersetzt werden kann.
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Aufgrund der vorstehend beschriebenen Eigenschaften ist das erfindungsgemäße Flüssigmetall-Gleitlager besonders gut für Anwendungen im Ultra-Hochvakuum, z.B. zur Lagerung einer Drehanode in einem Vakuumgehäuse einer Röntgenröhre, geeignet. Die erste Buchse 3 stellt die sogenannte "tellernahe" Buchse dar, also die Buchse auf der der Anodenteller der Drehanode angeordnet ist. Die zweite Buchse 4, die das offene Ende des Flüssigmetall-Gleitlagers bildet, stellt dann die "tellerferne" Buchse dar.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben ist, ist die Erfindung nicht durch die in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiele eines Flüssigmetall-Gleitlagers sowie durch die in den 2 bis 7 gezeigten Varianten der Aussparungen 11, 12, 21 und 22 eingeschränkt. Vielmehr können vom Fachmann hieraus problemlos auch andere Varianten der erfindungsgemäßen Lösung abgeleitet werden, ohne hierbei den zugrunde liegenden Erfindungsgedanken zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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