DE3041558A1 - Verfahren zur herstellung von lagern fuer drehanoden von roentgenroehren und damit hergestellten roentgenroehren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Lagern für Drehanoden
• von Röntgenröhren und damit hergestelltenRöntgenröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lagern für Drehanoden nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und damit hergestellte Röntgenröhren. Lager und damit bestückte Drehanodenröntgenröhren dieser Art sind s.B. bekannt aus der US-PS 36 52 890.
• Die Schmierung der Kugellager von Drehanodenröntgenc röhren ist wegen der zu berücksichtigenden extremen Bedingungen schwierig. Man hat insbesondere wegen des hohen Vakuums und der beim Betrieb auftretenden hohen Temperaturen weiche Metalle als Schmiermittel verwendet.
• Ein solches ist z.B. Silber. Damit werden wenigstens Teile der Reibflächen, etwa die Kugelkäfige, beschichtet.
• Das Silber wird dann im Laufe des Betriebs über die Kugeln abgerieben und auf die Laufflächen übertragen, wo es eigentlich zur Schmierung benötigt wird. So wird eine für die Lebensdauer der Lager wichtige fortlaufende Nachschmierung erreicht. Die Beschichtung kann aber an sich auch direkt auf die Laufflächen der Lagerringe und die Kugeln aufgebracht werden, z.B. dann, wenn käfiglose Lager zum Einsatz kommen.
• Silber hat sich an sich als ein sehr gutes metallisches Schmiermittel erwiesen. Es hat aber den Nachteil, daß es dazu neigt, in größeren Stücken aus der Oberfläche herausgerissen zu werden (Flitterbildung). Diese Flitter werden zum Teil in den Laufflächen aufgewalzt und führen so zu einem erheblichen Ansteigen des Laufgeräusches und dann auch zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Lager.
• Um diesen Nachteil des Silbers zu umgehen, wurden Versuche mit Metallen größerer Festigkeit vorgenommen.
• Es wurde etwa Kupfer anstelle von Silber verwendet.
• Das Ergebnis ist, daß aus kupfernen Beschichtungen von Häufigen keine Teile herausgerissen werden und daß die Lager insgesamt leiser laufen. Die Lebensdauer solcher Lager wird aber wegen der auf dem härteren Material beruhenden schlechteren Schmierwirkung des Kupfers erheblich geringer.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei Lagern für Drehanoden von Röntgenröhren die Schmierung so zu verbessern, daß neben verbesserter Laufruhe auch erhöhte Lebensdauer der Lager erhalten wird und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Lager anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und bezüglich damit bestückter Drehanodenröntgenröhren durch diejenigen des Patentanspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den-Unteransprüchen zu entnehmen.
• Versuche, die zur Erfindung führten, haben gezeigt, daß bei mit Silber versehenen Lagern, besonders wenn sie längere Zeit der Luft ausgesetzt waren und wenn das Lager auch nur kurze Zeit an Luft betrieben wurde, was während des Herstellungsprozesses von Röntgenröhren nicht zu vermeiden ist, die obengenannte wesentliche Verkürzung der Lebensdauer und die Erhöhung des Laufgeräusches eintritt. Die Erfindung sieht daher vor, die Käfige zuerst zu versilbern und dann bis zur Beseitigung der Luft aus dem Röhrenkolben vor den schädlichen Einflüssen der Atmosphäre zu schützen. Dies kann etwa dadurch erfolgen, daß die Kugelkäfige zuerst in einer für die Schmierung geeigneten Dicke versilbert werden und dann diese Beschichtung mit einer gegenüber der Atmospäre dichten Schutzschicht versehen wird, die beim Einlaufen der Röntgenröhre nach einiger Zeit von den Wälzkörpern des Lagers abgenutzt wird. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die versilberten Käfige zusätzlich mit einer dünnen aber gegenüber Bestandteilen der Luft dicken Schicht aus Kupfer zu versehen. Bei Drehanodenröhren, die mit Lagern versehen sind, die derartig ausgestattete Kugelkäfige enthalten, wird nach einer gewissen Betriebszeit durch die Reibung der Teile des Lagers der Eußerschicht an den reibenden Stellen abgeschmiert und es tritt die gute schmierende Wirkung des Silbers ein.
• Anstelle von Kupfer sind auch eine Reihe anderer Metalle und Verbindungen einsetzbar. Es kommt nur darauf an, daß die Stoffe eine dickte Schicht bilden können, die einerseits das Silber vor der Einwirkung der Atmosphäre schützen ohne seine schmierende Wirkung zu beeinträchtigen und daß sie andererseits bei den Bedingungen, die in den Lagern von Röntgendrehanodenröhren auftreten, die Schmierung fördern, ansonsten aber beständig sind. Als Metall kommt etwa auch Gold in Frage.
• Die Schichten können nach üblichen Methoden aufgetragen werden. Als technisch gut praktizierbar hat sich die elektrolytische Beschichtung erwiesen. Auch Kathodenzerstäubung und verwandte Techniken (z.B. ion plating) sind anwendbar.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
• In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer Drehanodenröntgenröhre dargestellt, in Fig. 2 der in den Lagern der Anode nach Fig. 1 verwendete, mit Kugeln bestückte Kugelkäfig und . .
• in Fig. 3 die;Draufsicht auf ein Schnittbild entlang der Linie III-III, is unmaßstäblich ist.
• In Figur 1 ist mit 1 eine Drehanode bezeichnet, die in einem nur teilweise wiedergegebenen evakuierten Glaskolben 2 untergebracht ist. In dem oberen, nicht dargestellten Teil des Kolbens 2 befindet sich eine bei Röntgenröhren bekannte Kathode. Die Anode 1 ist mit dem Kolben 2 über einen bei 2 angasten Anodenstiel 4 verbunden. An den Verbindungsstellen zwischen Anode 1 und Stiel 4 befinden sich Kugellager 5 und 6.
• Die Drehanode 1 selbst besteht aus einem Anodenteller 7, der am oberen Ende einer Achse 8 befestigt ist. Die Achse 8 trägt an ihrem anderen Ende einen Rotor 9, der zusammen mit einem nicht dargestellten außen an dem Kolben 2 anzulegenden Stator den Antrieb der Anode 1 darstellt. Die beiden Kugellager 5 und 6 befinden sich innerhalb des Rotors 9. Während das Lager 6 nur gestrickelt eingezeichnet ist, ist das Lager 5 im Schnitt sichtbar. Von den Lagern sitzt der innere Laufring 10 auf der Außenfläche des Anodenstiels 4, während der äußere Laufring 13 der Innenseite des Rotors 9 anliegt.
• Die Kugeln 11, die von dem aus den Teilen 14 und 17 bestehenden Käfig 12 gehalten werden, befinden sich zwischen den beiden Laufringen 10 und 13.
• Der Käfig 12, der in der vergrößerten Darstellung der Figur 2 besser erkennbar ist, besteht aus einem Teil 14, welches zwischen Ausbuchtungen 15 Laschen 16 besitzt, die umbiegbar sind. Die Laschen 16 sind nach oben umgebogen und halten so einen zweiten Käfigteil 17 fest. Dieser Teil besitzt zwischen seinen Ausbuchtungen 18 keine Laschen, so daß das Umbiegen der Laschen 16 unbehindert ist.
• Die beiden Teile 14 und 17 des Käfigs bestehen aus einem Basiskörper 19 aus Tiefzieheisenblech, das 0,4 mm stark ist. Der Körper 19 ist dann wenigstens an seiner den Kugeln 11 zugewandten Seite mit einer 2 /u starken Schicht 20 aus reinem Silber belegt. Die Schutzschicht 21 besteht aus Kupfer und ist auf der freien Oberfläche der Schicht 20 angebracht und 1 /um dick. Sowohl der Teil 17 als auch der Teil 14 des Kugelkäfigs 12 bestehen aus dem in Figur 3 dargestellten Material.
• In einer anderen nicht gesondert dargestellten Ausführung der Lager 5 und 6, bei welcher die Käfige 12 weggelassen sind, werden die Kugeln 11 und die Laufflächen auf den Laufringen 13 beschichtet. In diesem Falle können die Dicken der Schichten 20 aus Silber (Ag) und die Schichten 21 aus Kupfer (Cu) 0,1 bis 0,5 /um betragen.
• 3 Figuren 6 Patentansprüche

Claims (6)

1. Patentansprüche Verfahren zur Herstellung von Lagern für Drehanoden von Röntgenröhren, das Wälzkörper und Laufflächen enthält, wobei mindestens ein Teil der Reibflächen aus schmierfähigem Material besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das schmierfähige Material Silber ist und daß nach der Fertigstellung der silbernen Reibflächen bis zur endgültigen Evakuierung der Röntgenröhre die der Reibung ausgesetzten silbernen Flächen vor der Einwirkung der Atmosphäre geschützt werden.
2. 2. Drehanodenröntgenröhre mit einem Wälzkörper und Laufflächen aufweisendem Lager, das nach Anspruch 1 hergestellt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß zum Schutz der silbernen Reibflächen auf diese eine dünne Metallschicht aufgebracht ist.
3. 3. Röntgenröhre nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Metall Kupfer ist.
4. 4. Röntgenröhre nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die silbernen Reibflächen die Oberflächen 0,1 bis 2/um dicker Silberschichten sind und daß die Schutzschicht aus Kupfer 0,1 bis 1Xum dick ist.
5. 5. Röntgenröhre nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Silber- und Kupferschichten elektrolytisch aufgebracht sind.
6. 6. Röntgenröhre nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Schichten mittels Kathodenzerstäubung und/oder verwandter Techniken (ion plating) aufgebracht sind.