Zweireihiges Kugellager zum Arbeiten in hohen Temperaturen, insbesondere für Röntgenröhren Diese Erfindung betrifft ein zweireihiges Kugel lager zum Arbeiten in hohen Temperaturen, insbe sondere für Röntgenröhren zum Lagern der rotieren den Elektrode.
Solche Lager arbeiten unter erschwerten Bedin gungen ohne Schmierung; die Anwendung der übli chen Schmiermittel ist hier mit Rücksicht auf die hohen Temperaturen ausgeschlossen. Infolgedessen ist man gezwungen, sich nur an die Anwendung von Schmiermetallen, welche in einer dünnen Schicht auf die Kugeln oder auf die Laufbahnen aufgetragen werden, zu beschränken.
Die Lebensdauer der Lager ist durch die Lebensdauer dieser die Oberfläche der Rollteile des Lagers deckenden Schicht des Schmier- metalles begrenzt. Falls eine entblösste Stelle auf der Oberfläche der Kugeln entsteht und beim Rollen mit ähnlichen, auch nicht geschmierten Stellen der Laufbahnen in Berührung gerät, so kommt es zu einem sogenannten Kalt-Punktschweissen der beiden Flächen, wodurch dann bei dem nachfolgenden Rollen aus den beiden Flächen das Grundmaterial herausgerissen und die Oberfläche rauh wird,
wodurch das Lager schnell defekt wird.
Um ein Herausreissen der Schicht des Schmier- metalles zu vermeiden, ist es notwendig, dass das Lager glatt und ohne Vibrationen läuft. Ein beson derer Nachdruck muss deswegen auf eine präzise Ausführung und Zusammenbau des Lagers gelegt werden und insbesondere darauf, dass zwischen den Kugeln und den Laufbahnen ein grösserer Spielraum vermieden wird und auch nicht entstehen kann. Es soll ein spielfreies Umlaufen verbürgt werden, und zwar auch in dem Fall, wenn die beiden Teile, näm lich der feste, sowie der umlaufende Teil des Lagers unterschiedliche Dehnungskoeffizienten aufweisen.
Die hier angeführten Tatsachen sind bereits be kannt und es ist auch eine spielfreie Einstellung von solchen Lagern mittels die äusseren Lagerringe gegen die Kugeln drückender axialer Federn vorgeschlagen worden.
Die vorliegende Erfindung hat jedoch eine solche Konstruktion des Lagers zum Ziel, bei welcher der schon einmal zwischen den Kugeln und den Lauf bahnen eingestellte, annähernd Null betragende Spiel raum auch in weiten Grenzen der Temperatur ein gehalten bleibt.
Dies soll erfindungsgemäss dadurch erreicht sein, dass von dem festen und dem rotieren den Teil des Lagers der eine mit im Querschnitt kreisbogenförmigen Bahnen und der andere mit kegelflächenförmigen Bahnen versehen ist, welch letztere unter einem solchen Winkel geneigt sind',
dass die Richtung der Wärmedilatation des einen gegen über dem andern Lagerteil an diesen Lagerstellen zur Mantellinie der kegelflächenförmigen Bahn par allel ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt.
Nach Fig. 1 sind die inneren, nicht umlaufenden Ringe 1 und 2 mit den im Querschnitt kreisbogen förmigen Bahnen für die Kugeln 9 auf einen Metall finger 3 aufgeschoben;
dieser Metallfinger ist an einen Invar-Ring 4 angeschweisst, welcher selbst wieder an das Glas der Röhre angeschweisst ist. Der so zu sammengesetzte Satz ist mittels einer Schraube 5, welche mit einer Sicherungswurmschraube 6 versehen ist, zusammengehalten. Der umlaufende Satz ist durch die Spezialstahlkugeln 9, durch die mit den kegel- flächenförmigen Bahnen ausgestatteten Ringe 10 und 11, durch das Distanzrohr 12 der äusseren Ringe,
durch die Blecheinlage 13 und durch den mit dem Wolframteller 15 ausgestatteten und an das Rohr 12 mittels der Wurmschrauben 16 gehaltenen Kupfer rotor 14 gebildet.
Aus der Fig.2 sind die Bewegungsverhältnisse des Lagers während der Wärmedilatation ersichtlich. Der umlaufende Lagertisch (äussere Ringe 10, 11 und Distanzrohr 12) wird durch die mittels des Kupferrotors 14 vom Wolframteller 15 zugeführte Wärme auf eine hohe Temperatur erwärmt. Der durch die Ringe 1 und 2 und den Finger 3 gebildete feststehende Lagerteil bleibt verhältnismässig kalt,
weil er durch die Konvektion der Wärme mittels des Fingers aus der Röhre hinaus in das Öl und weiter durch Konvektion im Öl abgekühlt wird. Die kegel- flächenförmigen Laufbahnen werden, durch das Auf wärmen des umlaufenden Lagerteiles in der axialen sowie in der radialen Richtung, d. h. in der resultie renden Richtung D verschoben. Der Neigungswinkel dieser kegelflächenförmigen Bahnen ist in solcher Weise gewählt, dass die Mantellinie K der Bahnen zur Richtung D der Dilatation parallel ist.
Infolgedessen wird der einmal zwischen den Ku geln und den Laufbahnen eingestellte .Spielraum durch die Wärmedehnung weder erhöht noch herabgesetzt.
Gemäss Fig. 3 befinden sich die profilierten Lauf bahnen an den äusseren umlaufenden Ringen, die kegelflächenförmigen Bahnen jedoch an den inneren, feststehenden Ringen. Die Wärmeausdehnung erfolgt jedoch auch hier in der Richtung D parallel zur Man tellinie K der kegelflächenförmigen Bahn.
Nach Fig. 4 ist das Lager mit axialen Druckfedern 17 und 18 versehen. Die inneren Ringe 1, 2 werden durch die Federn 17, 18 gegen die Kugeln 9 des La gers angedrückt.
Double-row ball bearing for working at high temperatures, especially for X-ray tubes This invention relates to a double-row ball bearing for working at high temperatures, especially for X-ray tubes for storing the rotating electrode.
Such bearings work under difficult conditions without lubrication; the use of the usual lubricants is excluded here with regard to the high temperatures. As a result, one is forced to limit oneself only to the use of lubricating metals which are applied in a thin layer to the balls or to the raceways.
The service life of the bearings is limited by the service life of this layer of lubricating metal covering the surface of the rolling parts of the bearing. If a bare area arises on the surface of the balls and comes into contact with similar, even non-lubricated areas of the raceways when rolling, so-called cold spot welding of the two surfaces occurs, which then results in the subsequent rolling from the two surfaces The base material is torn out and the surface becomes rough,
whereby the bearing quickly becomes defective.
In order to avoid tearing out the layer of lubricating metal, it is necessary that the bearing runs smoothly and without vibrations. Special emphasis must therefore be placed on precise execution and assembly of the bearing and, in particular, on the fact that a greater amount of play is avoided and cannot arise between the balls and the raceways. A backlash-free rotation should be guaranteed, even in the case when the two parts, namely the fixed and the peripheral part of the bearing, have different expansion coefficients.
The facts cited here are already known and it has also been proposed a play-free setting of such bearings by means of the outer bearing rings against the balls pressing axial springs.
The present invention, however, has such a construction of the bearing as its goal, in which the already set between the balls and the raceways, approximately zero amount of game space is kept within wide limits of the temperature.
According to the invention, this is to be achieved in that of the fixed and rotating parts of the bearing, one is provided with paths that are circular in cross-section and the other with conical paths, the latter being inclined at such an angle ',
that the direction of the thermal dilation of the one compared to the other bearing part at these bearing points is par allel to the surface line of the conical surface-shaped path.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing.
According to Fig. 1, the inner, non-circumferential rings 1 and 2 with the circular arc-shaped paths for the balls 9 are pushed onto a metal finger 3;
this metal finger is welded to an Invar ring 4, which itself is welded again to the glass of the tube. The set so composed is held together by means of a screw 5 which is provided with a safety worm screw 6. The circumferential set is made up of the special steel balls 9, the rings 10 and 11 equipped with the conical surface-shaped tracks, the spacer tube 12 of the outer rings,
formed by the sheet metal insert 13 and by the equipped with the tungsten plate 15 and held on the tube 12 by means of the worm screws 16 copper rotor 14.
The movement conditions of the bearing during the thermal expansion can be seen from FIG. The rotating bearing table (outer rings 10, 11 and spacer tube 12) is heated to a high temperature by the heat supplied by the copper rotor 14 from the tungsten plate 15. The fixed bearing part formed by rings 1 and 2 and finger 3 remains relatively cold,
because it is cooled by the convection of heat by means of the finger out of the tube into the oil and further cooled by convection in the oil. The conical surface-shaped raceways are heated up by the rotating bearing part in the axial as well as in the radial direction, i. H. in the resulting direction D shifted. The angle of inclination of these conical surface-shaped paths is selected in such a way that the surface line K of the paths is parallel to the direction D of the dilation.
As a result, the clearance between the balls and the raceways is neither increased nor decreased by the thermal expansion.
According to Fig. 3, the profiled tracks are located on the outer circumferential rings, but the cone-shaped tracks on the inner, fixed rings. However, here too, the thermal expansion takes place in the direction D parallel to the line K of the conical path.
According to FIG. 4, the bearing is provided with axial compression springs 17 and 18. The inner rings 1, 2 are pressed by the springs 17, 18 against the balls 9 of the La gers.