DE19614332A1

DE19614332A1 - Axial sliding bearing esp. for rotary anode x=ray tube

Info

Publication number: DE19614332A1
Application number: DE19614332A
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr Rer Nat Schulze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-04-11
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 1997-04-24

Abstract

The axial bearing is formed as a spiral sliding bearing. A bearing gap is formed between the surfaces of the bearing parts. The gap is filled with a lubricating fluid. At least one locating surface is provided with spiral grooves (4) of constant width (b). In a preferred arrangement, the spiral grooves are burned into the locating surfaces with laser light. The effective zone of the laser light is laid along a track. Each spiral groove is formed by an individual track or by several parallel tracks directly adjacent each other.

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialgleitlager, welches als Spi ralrillengleitlager ausgeführt ist und und Lagerteile auf weist, zwischen deren Lagerflächen sich ein mit einem flüssi gen Schmiermittel gefüllter Lagerspalt befindet.The invention relates to an axial plain bearing, which as a Spi ralrillengleitlager is executed and and bearing parts points between the bearing surfaces with a liquid bearing gap filled with lubricant.

Die Rillen in Axialgleitlagern dieser Art werden nach allge mein akzeptierten theoretischen Grundlagen in Form von log arithmischen Spiralen ausgeführt, so daß für eine mit derar tigen Spiralrillen versehene Lagerfläche die Breite der Spi ralrillen und die Breite der benachbarte Spiralrillen vonein ander trennenden Stege unabhängig vom Radius in einem kon stanten Verhältnis zueinander stehen. Fig. 1 zeigt eine La gerfläche, die mit entsprechenden Spiralrillen versehen ist.The grooves in axial plain bearings of this type are carried out according to generally accepted theoretical principles in the form of log arithmic spirals, so that for a bearing surface provided with such spiral grooves, the width of the spiral grooves and the width of the adjacent spiral grooves separating webs from one another regardless of the radius in have a constant relationship to each other. Fig. 1 shows a La gerfläche which is provided with corresponding spiral grooves.

Die Fertigung derartiger Spiralrillen kann entweder photoche misch durch Ätzverfahren oder durch Einbrennen mit Laserlicht erfolgen.The manufacture of such spiral grooves can either photoche mixed by etching or by baking with laser light respectively.

Mittels des ersten Fertigungsverfahrens las sen sich zwar sau bere Spiralrillen erzeugen, jedoch ist dieses Verfahren tech nisch aufwendig, umwelttechnisch problematisch und somit teu er. Das zweite Herstellungsverfahren ist einfach und kosten günstig, jedoch lassen sich keine glatten und gut definierten Spiralrillen herstellen, weil bei der Herstellung jeder Spi ralrille der Laser mehrere Bahnen abfahren muß, die sich teilweise überlappen.The first manufacturing process can be used to clean Generate larger spiral grooves, but this process is tech nically complex, environmentally problematic and therefore expensive he. The second manufacturing process is simple and costly cheap, but no smooth and well defined Make spiral grooves because every spi ralrille the laser has to travel several lanes that are partially overlap.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Axialgleitlager der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es einfach und kostengünstig herstellbar ist.The invention has for its object an axial plain bearing of the type mentioned in such a way that it is simple and is inexpensive to manufacture.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Axial gleitlager, welches als Spiralrillengleitlager ausgeführt ist und Lagerteile aufweist, zwischen deren Lagerflächen sich ein mit einem flüssiges Schmiermittel gefüllter Lagerspalt befin det, wobei wenigstens eine Lagerfläche mit Spiralrillen kon stanter Breite versehen ist.According to the invention, this object is achieved by an axial slide bearing, which is designed as a spiral groove slide bearing and bearing parts, between the bearing surfaces bearing gap filled with a liquid lubricant det, at least one bearing surface with spiral grooves con constant width is provided.

Die Erfindung bricht also mit dem Ansatz, wonach die Breite der Spiralrillen und die Breite der benachbarte Spiralrillen voneinander trennenden Stege in einem vom Radius unabhängi gen, konstanten Verhältnis zueinander stehen müssen. Dies stellt auch hinsichtlich der Berechnung der Tragfähigkeit er findungsgemäßer Axialgleitlager kein Problem dar, da festge stellt wurde, daß auch für Axialgleitlager, deren Spiralril len eine konstante Breite aufweisen, die Tragfähigkeit in je dem Falle vorausberechnet werden kann bzw. das Axialgleitla ger so ausgelegt werden kann, daß eine ausreichende Tragfä higkeit erreicht wird. Allerdings hat sich gezeigt, daß im Gegensatz zu Axiallagern mit Spiralrillen in Form logarithmi scher Spiralen, bei denen, wie bereits erwähnt wurde, die An zahl der Rillen für die Tragfähigkeit prinzipiell keine Rolle spielt, bei Axialgleitlagern mit Spiralrillen konstanter Breite die Anzahl der Rillen in Abhängigkeit von der Rillen breite optimiert werden muß, indem die Tragkraft für ver schiedene Rillenzahlen numerisch berechnet und anhand der Er gebnisse die für die gewünschte Rillenbreite optimale Rillen zahl gewählt wird.The invention therefore breaks with the approach according to which the width of the spiral grooves and the width of the adjacent spiral grooves dividing webs in a radius independent must have a constant relationship to each other. This also with regard to the calculation of the load capacity Axial slide bearing according to the invention is not a problem, since festge was that also for axial plain bearings, the Spiralril len have a constant width, the load capacity in each the case can be calculated in advance or the Axialgleitla ger can be designed so that a sufficient Tragä ability is achieved. However, it has been shown that in Contrary to axial bearings with spiral grooves in the form of logarithm shear spirals, in which, as already mentioned, the An number of grooves does not matter for the load capacity in principle plays, more constant with axial sliding bearings with spiral grooves Width the number of grooves depending on the grooves width must be optimized by the load capacity for ver different groove numbers are calculated numerically and based on the Er results in the optimal grooves for the desired groove width number is selected.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Spiralrillen in die Lagerfläche durch Laserlicht einge brannt, indem die Wirkzone des Laserlichtes entlang einer Bahn verlagert wird, wobei jeweils eine Spiralrille durch ei ne einzige Bahn oder durch mehrere parallel zueinander ver laufende, unmittelbar aneinander grenzende Bahnen gebildet ist.According to a preferred embodiment of the invention the spiral grooves are inserted into the bearing surface by laser light burns by the effective zone of the laser light along a Path is shifted, each with a spiral groove by ei ne single path or by several parallel to each other continuous, immediately adjacent tracks are formed is.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen: An embodiment of the invention is in the accompanying Drawings shown schematically. Show it:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Axialgleitlager im Längs schnitt, Fig. 1 shows an inventive cut in longitudinal axial sliding bearing,

Fig. 2 eine Ansicht der mit Spiralrillen versehenen Lager fläche des Axialgleitlagers gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a view provided with the spiral groove bearing surface of the thrust bearing of FIG. 1,

Fig. 3 in Form eines Diagrammes die Abhängigkeit der Tragfä higkeit von der Anzahl der Spiralrillen, und Fig. 3 in the form of a diagram of the dependency of the load-bearing capacity on the number of spiral grooves, and

Fig. 4 in zu der Fig. 2 analoger Darstellung die mit Spiral rillen versehene Lagerfläche eines herkömmlichen Axialgleitlagers. Fig. 4 in an analogous representation to FIG. 2 shows the bearing surface of a conventional axial sliding bearing provided with spiral grooves.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Axialgleitlager darge stellt, dessen mit 1 bezeichnete Spurplatte eine zur Mittel achse M des Axialgleitlagers rotationssymmetrische Vertiefung 2 aufweist. Der Boden der Vertiefung 2 ist eben. In die Ver tiefung 2 ist der zylindrische Endabschnitt eines Spurzapfens 3 eingesetzt, der unter der Wirkung einer axial gerichteten Kraft F auf der Spurplatte 1 lagert. Bei der Bodenfläche der Vertiefung 2 und der Stirnfläche des Spurzapfens 3 handelt es sich um Lagerflächen, zwischen denen sich im Betrieb des Axialgleitlagers ein mit einem flüssigen Schmiermittel ge füllter Lagerspalt befindet.In Fig. 1, an axial slide bearing according to the invention is Darge, the track plate designated by 1 has a rotationally symmetrical recess 2 to the central axis M of the axial slide bearing. The bottom of the recess 2 is flat. In the recess 2 , the cylindrical end portion of a track pin 3 is inserted, which is supported on the track plate 1 under the action of an axially directed force F. When the bottom surface of the recess 2 and the end face of the tracking pin 3 are bearing surfaces, between which there is a bearing gap filled with a liquid lubricant during operation of the axial sliding bearing.

Um zu gewährleisten, daß sich im Betrieb des Lagers, also bei Rotation des Spurzapfens 3 um die Mittelachse M in Richtung des Pfeiles α zwischen den beiden Lagerflächen ein Schmier mittelfilm ausreichender Tragfähigkeit ausbildet, ist die Stirnfläche des Spurzapfens 3 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise mit Spiralrillen 4 konstanter Breite b versehen, wobei in Fig. 2 nur zwei Spiralrillen dargestellt sind. Es versteht sich jedoch, daß die gesamte Stirnfläche des Spurzapfens 3 mit vorzugsweise in gleichen Winkelabständen voneinander an geordneten Spiralrillen 4 versehen ist. In order to ensure that a lubricating medium film of sufficient load-bearing capacity is formed between the two bearing surfaces during operation of the bearing, that is to say when the pivot pin 3 rotates about the central axis M in the direction of the arrow α, the end face of the pivot pin 3 can be seen in FIG. 2 Way with spiral grooves 4 constant width b, only two spiral grooves are shown in Fig. 2. However, it goes without saying that the entire end face of the track pin 3 is provided with ordered spiral grooves 4 , preferably at equal angular intervals from one another.

Die Breite der Spiralrillen 4 wird übrigens für die jeweils interessierende Stelle rechtwinklig zu der Tangente einer der spiralförmigen Begrenzungslinien der jeweiligen Spiralrille 4 gemessen.Incidentally, the width of the spiral grooves 4 is measured perpendicular to the tangent of one of the spiral boundary lines of the respective spiral groove 4 for the point of interest.

Die Krümmungsrichtung der Spiralrillen 4 ist übrigens derart gewählt, daß bei Rotation des Spurzapfens 3 in Richtung des Pfeiles α Schmiermittel in Richtung auf die Mittelachse M ge fördert wird.Incidentally, the direction of curvature of the spiral grooves 4 is chosen such that when the pivot pin 3 rotates in the direction of the arrow α, lubricant is conveyed in the direction of the central axis M.

Die die Spiralrillen 4 voneinander trennenden Stege 5 enden in einem zentralen kreisförmigen Mittelsteg 6.The webs 5 separating the spiral grooves 4 end in a central circular central web 6 .

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß für eine bestimmte Breite b der Spiralrillen 4 die Tragfähigkeit C des Axialgleitlagers von der Anzahl k der Spiralrillen abhängt und daß es für jede Breite b der Spiralrillen 4 eine optimale Anzahl k gibt, für die die Tragkraft C maximal ist.From Fig. 3 it can be seen that for a certain width b of the spiral grooves 4, the load capacity C of the axial sliding bearing depends on the number k of the spiral grooves and that there is an optimal number k for each width b of the spiral grooves 4 , for which the load capacity C maximum is.

Die Fig. 4 zeigt in zu der Fig. 2 analoger Weise die Stirn fläche des Spurzapfens eines herkömmlichen Axialgleitlagers, bei dem die Spiralrillen 4′ durch Linien in der Gestalt von logarithmischen Spiralen begrenzt sind. Bei einer derartigen Gestaltung der Spiralrillen 4′ ändert sich die Breite b der Spiralrillen in Abhängigkeit vom Radius r der Stirnfläche. Dagegen ist das Verhältnis der Breite b der Spiralrillen 4 zu der Breite der die Spiralrillen 4′ voneinander trennenden, in einem zentralen Mittelsteg 6′ endenden Stege 5′ unabhängig vom Radius r konstant. Fig. 4 shows in a manner similar to Fig. 2, the end face of the pivot pin of a conventional axial slide bearing, in which the spiral grooves 4 'are delimited by lines in the form of logarithmic spirals. In such a design of the spiral grooves 4 ', the width b of the spiral grooves changes depending on the radius r of the end face. In contrast, the ratio of the width b of the spiral grooves 4 to the width of the spiral grooves 4 'separating, in a central central web 6 ' ending webs 5 'regardless of the radius r.

Es versteht sich, daß im Falle des dargestellten Ausführungs beispiels der Spurzapfen 3 in nicht dargestellter Weise durch geeignete Maßnahmen auch in radialer Richtung drehbar gela gert ist.It is understood that in the case of the illustrated embodiment, the track pin 3 is rotated gela in a manner not shown by suitable measures in the radial direction.

Erfindungsgemäß ausgebildete Lager eignen sich insbesondere auch für die Vakuumtechnik und hier für die Lagerung von Dreh anoden in Röntgenröhren, wobei dann als Schmiermittel ein Flüssigmetall, beispielsweise eine Indium/Zinnlegierung, Ver wendung findet, die bei Raumtemperatur flüssig ist und einen so niedrigen Dampfdruck aufweist, daß eine Beeinträchtigung des Vakuums ausgeschlossen ist.Bearings designed according to the invention are particularly suitable also for vacuum technology and here for the storage of turning anodes in X-ray tubes, then used as a lubricant Liquid metal, for example an indium / tin alloy, Ver finds application that is liquid at room temperature and one vapor pressure is so low that impairment vacuum is excluded.

Claims

1. Axial plain bearing, which leads out as a spiral groove slide bearing and bearing parts ( 1 , 3 ), between the bearing surfaces of which there is a bearing gap filled with a liquid lubricant, at least one bearing surface having spiral grooves ( 4 ) of constant width (b) .

2. Axial sliding bearing according to claim 1, in the bearing surface of the spiral grooves ( 4 ) are burned in by laser light by the effective zone of the laser light being displaced along a path, each spiral groove ( 4 ) by a single path or by a plurality of mutually parallel, immediate bar adjacent tracks is formed.