DE1209667B

DE1209667B - Rolling bearings for rotating anodes of X-ray tubes

Info

Publication number: DE1209667B
Application number: DEP29722A
Authority: DE
Inventors: Giulio Pasqualigo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-07-05
Filing date: 1962-06-29
Publication date: 1966-01-27

Description

Wälzlager für Drehanoden von Röntgenröhren Die Erfindung betrifft ein Wälzlager für Drehanoden von Röntgenröhren mit kugelförmigen Wälzkörpern und mit einem oder mehr als einem Lagerelement, das einen festen, vorzugsweise metallischen Schmierstoff an die Laufflächen abgibt.Rolling bearings for rotating anodes of X-ray tubes The invention relates to a rolling bearing for rotating anodes of X-ray tubes with spherical rolling elements and with one or more than one bearing element, which has a fixed, preferably metallic Releases lubricant to the running surfaces.

Bei bekannten Wälzlagern für Drehanoden von Röntgenröhren erfolgt die Schmierung der Wälzlager durch eine auf die Kugeln des Lagers aufgebrachte dünne Silber- oder Bleischicht. In diesem Fall hat man anfänglich eine ausgezeichnete Schmierung, die jedoch im Gebrauch dann ziemlich rasch nachläßt, so daß die Gefahr besteht, daß die Lager verfrüht ausfallen.In known roller bearings for rotating anodes of X-ray tubes the lubrication of the rolling bearings by a thin applied to the balls of the bearing Silver or lead layer. In this case you initially have an excellent Lubrication, which then decreases fairly quickly in use, so that the danger insists that the bearings fail prematurely.

Bekannt ist es ferner, die Kugeln in einer Hülse in Form eines Ringes mit Löchern oder in einem gewöhnlichen Kugelkäfig aus schmierfähigem Werkstoff zu lagern.It is also known to put the balls in a sleeve in the form of a ring with holes or in an ordinary ball cage made of lubricious material to store.

Wenn jedoch als Schmiermittel abgebender Körper ein üblicher bekannter Käfig verwendet wird, dann wird der erforderliche Druck zwischen dem Käfig und den Wälzkörpern durch das Gewicht des Käfigs oder durch sonstige unbestimmte und unkontrollierbare Nebeneffekte bestimmt. Der Käfig nimmt an der Drehung mehr oder weniger teil. und seine Lage wird durch seine Auflageflächen auf den Laufringen oder auf den Wälzkörpern bestimmt.However, when used as a lubricant dispensing body, a common known one Cage is used, then the required pressure between the cage and the Rolling elements by the weight of the cage or by other indeterminate and uncontrollable Side effects determined. The cage takes part in the rotation to a greater or lesser extent. and its position is determined by its bearing surfaces on the raceways or on the rolling elements certainly.

Die Auflage des Käfigs auf den Laufringen kann nur durch einen entsprechenden Sitz gebildet werden, wie eine zylindrische Fläche des Käfigs, die sich in oder auf einer zylindrischen Fläche fast gleichen Durchmessers des Laufringes dreht, was die übliche Ausführung bei mit Fett geschmierten Lagern ist. Hat man es nun mit einem festen metallischen Schmierstoff zu tun, der nur durch Reibung abgegeben wird, dann birgt diese Art der Lagerung des Käfigs die Gefahr des Festlaufens und Verklemmens in sich, was auf die gänzlich andere Schmiereigenschaft eines Schmierfettes gegenüber denen eines festen schmierfähigen Werkstoffes zurückzuführen ist. Weiter ist die Reibung zwischen den Laufringen und dem Käfig hinsichtlich der Schmierung völlig unnütz und unvorteilhaft.The support of the cage on the race rings can only be done by an appropriate Seat are formed as a cylindrical surface of the cage that is in or rotates on a cylindrical surface of almost the same diameter as the raceway, which is the usual design for bearings lubricated with grease. You have it now to do with a solid metallic lubricant that is only given off by friction is, then this type of storage of the cage carries the risk of seizing and Jamming in itself, which is due to the completely different lubricating property of a lubricating grease compared to those of a solid, lubricious material. Further is the friction between the races and the cage in terms of lubrication completely useless and unfavorable.

Will man den Käfig aus schmierfähigem Werkstoff hingegen zur Vermeidung dieser Nachteile in bezug auf die Wälzkörper zentrieren, d. h. auf diesen zur Auflage bringen und nicht auf den Laufringen, dann ist folgendes zu beachten: Bezeichnet man als Pole jene Punkte der Kugeln, die in einem bestimmten Augenblick die Laufringe berühren, als Äquator jenen Kreis einer jeden Kugel, der sich unter Berücksichtigung der beiden Pole ergibt, und als Ringfläche jene Drehfläche, die durch die Drehung aller Kugeln um die Lagerachse erzeugt wird, dann ist ersichtlich, daß der Käfig die Kugeln nur in Punkten berühren kann, die von den Polen entfernt sind, während die Punkte am Äquator der Kugeln wohl gut zugänglich, jedoch für die Zentrierung des Käfigs nicht verwendbar sind. Es bleiben daher für die Auflage des Käfigs auf den Kugeln nur die Punkte mit einem Äquatorabstand von annähernd 45° übrig. Dies führt dazu, daß das Verhältnis der Verschiebefreiheit des Käfigs in radialer Richtung bezüglich der Lagermitte zum Spiel, das zwischen jeder Kugel und dem zugehörigen Sitz im Käfig vorgesehen sein muß, etwa 2 ist. Durch die funktionsbedingte Abnützung des Käfigs wird dieses Spiel im Betriebe außerdem immer größer. Ferner wird obiges Verhältnis seinerseits größer, da sich der mögliche Berührungspunkt des Käfigs mit den Kugeln mit zunehmender Abnützung des Käfigs dem Äquator der Kugeln nähert, wo das Verhältnis unendlich ist. Aus alledem ergibt sich, daß der Käfig die Laufringe berühren kann, so daß man auf den zuerst besprochenen Fall mit den erwähnten Nachteilen zurückkehrt, abgesehen davon, daß die Wirkungsweise unbestimmt und unregelmäßig wird.If you want the cage made of lubricious material, however, to avoid it center these drawbacks in relation to the rolling elements, d. H. on this to the edition and not on the raceways, then the following must be observed: Marked the poles are those points of the balls which, at a certain moment, form the races touch, as the equator, that circle of each sphere that is taking into account of the two poles results, and as the annular surface that surface of rotation which is caused by the rotation of all balls is generated around the bearing axis, then it can be seen that the cage can touch the balls only in points that are distant from the poles while the points at the equator of the spheres are easily accessible, but for centering of the cage cannot be used. It therefore remains on for the support of the cage the spheres only have the points with an equatorial distance of approximately 45 ° left. this leads to the fact that the ratio of the freedom of movement of the cage in the radial direction with respect to the center of the bearing to the game between each ball and the associated one Seat in the cage must be provided, about 2 is. Due to the functional wear and tear of the cage, this game in the company is also getting bigger and bigger. Furthermore, the above In turn, the ratio is greater, as the possible point of contact of the cage with the balls approaches the equator of the balls with increasing wear of the cage, where the ratio is infinite. From all of this it follows that the cage is the races can touch, so that one on the first discussed case with the disadvantages mentioned returns, apart from the fact that the mode of action is indefinite and irregular will.

Wenn der schmierfähige Käfig die Laufringe berührt, besteht außerdem die große Gefahr des völligen Festklemmens des Lagers durch Bildung geschlossener Ketten von einem Laufring über den Käfig, eine Kugel zum anderen Laufring, wenn die Richtung eines Druckes in den Reibungswinkel fällt. Diese Gefahr besteht z. B. bei Fett- oder Ölschmierung nicht.Also, if the lubricious cage contacts the races, there is the great danger of the bearing jamming completely due to the formation of closed ones Chains from one raceway over the cage, one ball to the other raceway if the direction of a pressure falls within the angle of friction. This danger consists z. B. not with grease or oil lubrication.

Durch die Erfindung sollen die erläuterten Nachteile von Lagern mit selbsttätiger Dauerschmierung unter Verwendung eines Lagerteils aus schmierfähigem festen, beispielsweise metallischem Werkstoff beseitigt und ein einwandfreier, dauerhafter Betrieb sichergestellt werden.The invention is intended to address the disadvantages of bearings with automatic permanent lubrication using a bearing part made of lubricious solid, for example metallic material removed and a flawless, permanent one Operation can be ensured.

Erreicht wird dies gemäß der Eifindung durch mindestens eine Feder, die das den Schmierstoff abgebende Lagerelement ständig mit leichtem Druck gegen die relativ zu diesem Lagerelement gleitenden Oberflächenbereiche der Kugeln drückt.According to the invention, this is achieved by at least one spring, which constantly apply light pressure to the bearing element that releases the lubricant presses the surface areas of the balls that slide relative to this bearing element.

Das Schmiermetall gelangt von den Ringen auf die Wälzkörper zufolge eines dem »Schreiben« von Silber bzw. Blei auf Papier ähnlichen Vorganges. Die Geschwindigkeit des Überganges des Schmiermittels auf die Wälzkörper kann durch Verändern des Federdruckes oder der Härte des Schmiermetalls eingeregelt werden, welches je nach den jeweiligen Umständen Blei, Silber, Kupfer, Rohnickel, gebranntes Nickel, eine Kupfer-Silber-Legierung usw. sein kann.The lubricating metal comes from the rings onto the rolling elements a process similar to the "writing" of silver or lead on paper. The speed the transfer of the lubricant to the rolling elements can be achieved by changing the spring pressure or the hardness of the lubricating metal, which depends on the respective Circumstances of lead, silver, copper, raw nickel, burnt nickel, a copper-silver alloy etc. can be.

Man erhält auf diese Weise Lager, die über Tausende Betriebsstunden gut geschmiert bleiben, während welcher Zeit die Gleitfähigkeit keinerlei Neigung zeigt, geringer zu werden. Selbst wenn durch einen zufälligen Umstand, wie durch den Eintritt eines kleinen Fremdkörpers in die Lauffläche, der durch die Wälzkörper bei der Drehung zermahlen wird, die Schmierschicht zerstört werden sollte, was für die bekannten Lager das kurz bevorstehende Ende bedeuten würde, wird bei den erfindungsgemäßen Lagern diese Schmierschicht in kurzer Zeit von selbst wieder aufgebaut.In this way, bearings are obtained that last for thousands of hours of operation stay well lubricated, during which time the lubricity has no tendency to slide shows to be less. Even if by chance, how by the entry of a small foreign body into the running surface caused by the rolling elements when the rotation is crushed, the smear layer should be destroyed, what for the known camp would mean the imminent end is in the invention This smear layer builds up again by itself in a short time.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.Two embodiments of the invention are with reference to FIG the drawings explained in more detail.

F i g. 1 zeigt ein Kugellager mit den beiden Trab bzw. Laufringen 1 und 2, einer Kugel 3 aus der Reihe von Kugeln und den Schmierhülsen 4 und 5.F i g. 1 shows a ball bearing with the two trot or raceways 1 and 2, a ball 3 from the series of balls and the lubricating sleeves 4 and 5.

Zwischen den benachbarten Kugeln sind Zugstäbe 6 hindurchgeführt, die auch als Abstandhalter zwischen den Kugeln dienen und auf die eine koaxial zum Lager angeordnete Schraubenfeder 7 einwirkt. Die Schmierhülsen werden unter einem gewissen Druck gegen den Kugelkranz gedrückt gehalten, und sie wirken zusammen mit den Zugstäben und der Feder auch wie ein normaler Käfig, der sich zusammen mit dem Kugelkranz dreht, jedoch nicht an der Drehung jeder einzelnen Kugel um ihren eigenen Mittelpunkt teilnimmt. In den Berührungspunkten zwischen Kugeln und den Schmierhülsen ergibt sich somit eine gewisse Relativbewegung der Berührungsflächen, wodurch ein ständiger, langsamer Übergang des Schmiermetalls auf die Kugeloberflächen sichergestellt ist. Es versteht sich, daß sich die Schmierhülsen abnützen, doch kann diese Abnützung, wie gesagt, eingeregelt werden, so daß innerhalb gewisser Grenzen eine beliebig lange Lebensdauer erzielbar ist. Auch bei einer sehr geringen Abnützung ist die zur Verfügung stehende Schmiermittelmenge tausendmal größer als jene bei bekannten Lagerausführungen.Tension rods 6 are passed between the neighboring balls, which also serve as a spacer between the balls and on which one is coaxial with the Bearing arranged coil spring 7 acts. The lubrication sleeves are under a held down a certain pressure against the ball ring, and they work together with the tension rods and the spring also look like a normal cage, which together with the Ball ring rotates, but not by the rotation of each individual ball around its own Center participates. In the contact points between the balls and the lubrication sleeves This results in a certain relative movement of the contact surfaces, whereby a constant, slow transition of the lubricating metal to the spherical surfaces ensured is. It goes without saying that the lubrication sleeves wear out, but this wear, as I said, can be adjusted so that within certain limits an arbitrary long service life can be achieved. Even with very little wear, the available amount of lubricant a thousand times greater than that of known Stock versions.

Sollte eine käfiglose Ausführung bevorzugt werden, dann kann die Anordnung, wie in F i g. 2 dargestellt, getroffen werden. Es handelt sich hier um ein zweireihiges Kugellager mit den Kugeln 8 der einen Reihe und jenen, 9, der zweiten Reihe, mit einem gemeinsamen inneren Laufring 10 und zwei äußeren Laufringen 11 und 12. Es sind auch hier zwei Schmierhülsen 13 und 14, je eine für eine Kugelreihe, und eine Schraubenfeder 15 vorhanden, welche die Hülsen gegen die Kugeln gedrückt hält. Wie gesagt, fehlen die Stäbe, und die Kugeln können dicht aufeinander folgen. Die Schmierhülsen drehen sich mit den Kugelreihen, jedoch nicht in völligem Synchronismus, was an sich auch nicht notwendig ist.If a cage-free design is preferred, the arrangement can be as in Fig. 2 shown. It is a double row Ball bearings with the balls 8 of one row and those 9, the second row, with a common inner race 10 and two outer races 11 and 12. It there are also two lubricating sleeves 13 and 14, one each for a row of balls, and one Coil spring 15 is present, which keeps the sleeves pressed against the balls. As In other words, the bars are missing and the balls can follow one another closely. The lubricating sleeves rotate with the rows of balls, but not in complete synchronism, what about itself is also not necessary.

Die Zugstäbe 6 bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform müssen aus einem Werkstoff (Stahl) hergestellt sein, der etwa die gleiche Härtewie die Kugeln besitzt, sofern sie nicht an der Schmierung teilnehmen und sich nicht abnützen sollen. An den Berührungsstellen mit den Kugeln werden auch sie mit einer Schmierschicht überzogen.The tension rods 6 in the embodiment described first must be made of a material (steel) that has about the same hardness as the Owns balls, provided they do not participate in the lubrication and do not wear out should. At the points of contact with the balls, they too are covered with a layer of smear overdrawn.

Um den Erfordernissen der ersten Betriebsstunden gerecht zu werden, in denen die erfindungsgemäß herbeigeführte Schmierung noch nicht vollauf wirksam ist, kann das Lager mit Hilfe der bekannten Methoden geschmiert werden, indem Kugeln verwendet werden, die mit einer feinen Blei- oder Silberschicht überzogen sind, oder es können die Schmierhülsen, falls sie aus einem verhältnismäßig hartem Metall bestehen, mit einem Überzug aus Weichmetall versehen werden; Nickelringe können z. B. mit einem Bleiüberzug versehen werden. Auf diese Weise erreicht man praktisch eine sofortige Bleischmierung. Es ist erwähnenswert, daß es weitaus einfacher ist, die Schmierhülsen galvanisch zu überziehen, die ohne weiteres mit einer Säure abgebeizt werden können, als die Kugeln, deren Oberfläche äußerst sorgfältig behandelt werden muß.In order to meet the requirements of the first hours of operation, in which the lubrication brought about according to the invention is not yet fully effective is, the bearing can be lubricated using the known methods, using balls which are coated with a fine lead or silver layer are used, or it can be the lubricating sleeves, if they are made of a relatively hard metal consist, are provided with a coating of soft metal; Nickel rings can z. B. be provided with a lead coating. In this way you practically achieve an immediate lead lubrication. It is worth noting that it is far easier to galvanically coat the lubrication sleeves, which are easily pickled with an acid can be treated as the balls, the surface of which is extremely carefully got to.

Die beschriebenen sowie andere im Rahmen der Erfindung mögliche Ausführungsformen erfordern keine besondere geometrische und mechanische Genauigkeit. Es reicht aus, wenn die Schmierhülsen einige Kugeln berühren, da sich die Schmierung in bekannter Weise auf sämtliche Kugeln und auf die Walzflächen überträgt.The embodiments described and other possible embodiments within the scope of the invention do not require any particular geometrical and mechanical accuracy. It is enough, if the lubrication sleeves touch some balls, the lubrication is in known Way on all balls and on the rolling surfaces.

Claims

Claims: 1. Rolling bearings for rotating anodes of X-ray tubes with spherical rolling elements and with one or more than one bearing element, the one releases solid, preferably metallic, lubricant onto the running surfaces, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h at least one spring (7; 15), which the lubricant donating bearing element (4, 5; 13, 14) constantly with slight pressure against the relative to this bearing element sliding surface areas of the balls (3; 8, 9) presses.

2. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the solid lubricant is a metal.

3. Rolling bearing according to claims 1 and 2, characterized in that that the metallic lubricating bodies have the shape of sleeves, the middle Diameter approximately the mean diameter of the ball and cage assemblies or the ball and cage assembly in the case of single-row ball bearings and which are in contact with the ball races.

4: Rolling bearing according to Claim 3, characterized in that the lubricating sleeves are concave Have rotating surface in order to automatically remain centered with respect to the ball races.

5. Rolling bearing according to Claim 3, characterized in that on both sides of each ball ring each a lubricating sleeve (4, 5) rests on the balls and that a number of between The tension rods (6) passed through the balls are those supplied by a helical spring (7) Transmits contact pressure.

6. Rolling bearing according to claim 3, characterized in that a helical spring (15) holds two lubricating sleeves (13, 14) resting against their ends against two rows of balls, in which the balls follow one another closely. Considered publications: German Patent Specifications No. 860 731, 909 236; British Patent No. 545,693; French additional patent No. 5,354 to French patent No. 351912; U.S. Patent No. 951847.