薄壁轴承及具有该类型薄壁轴承的计算机断层扫描装置的制作方法

本发明涉及薄壁轴承、特别地用于在计算机断层扫描装置中使用的薄壁轴承，该薄壁轴承包括至少一个外环、至少一个内环和多个球形滚动元件，其中，至少一个内环具有大于700 mm的内径。

背景技术：

1、de 10 2009 056038 a1描述了一种薄壁轴承以及一种由线材形式的材料生产薄壁轴承用的轴承环的方法。将线材卷起、弯曲，并将自由端部焊接在一起。然后将所得的实心环退火，并且最后冷轧并可选地硬化。

2、薄壁轴承是具有相对于轴承的内径与外径之间的距离a而言大的内环内径di的滚动轴承（在横截面中所观察到的）。特别地，a/di比=1:30至1:150。

3、de 10 2007 049 071 a1描述了一种具有两个同心布置的支承环的钢丝滚道轴承，支承环在彼此面对的凹部中具有导引线材，滚动元件在导引线材之间在相关滚道上滚动。钢丝滚道轴承构造为四点球轴承，并且用作计算机断层扫描装置中的旋转接头。

4、de 10 2004 062 116 b3公开了一种用于医疗装置、比如计算机断层扫描装置的轴承装置。该轴承装置具有一件式内环和一件式外环，一件式内环和一件式外环各自具有中空筒形的基本轮廓。

5、de 10 2017 222 208 b3描述了一种计算机断层扫描装置和一种用于布置滚动轴承的轴承环的方法。其中指出，计算机断层扫描装置通常具有固定部分和旋转部分，其中，旋转部分具有用于x射线的放射源和与放射源相互作用的x射线探测器。旋转部分可以具有例如约600 kg至900 kg的质量，并且旋转部分可以以约60转每分钟至240转每分钟的速度旋转。旋转运动的非常精确、平稳和无噪音的运行是至关重要的。旋转部分的旋转运动可以借助于直接驱动来驱动或者借助于与旋转部分的带轮相互作用的传动带来驱动。滚动轴承可以用于使旋转部分相对于固定部分枢转。滚动轴承具有多个滚动元件和用于滚动元件进行滚动的多个滚道。

6、高度的运行精度、极高的平稳度、无游隙以及高度的倾斜刚度对于产生高质量的图像是至关重要的。到目前为止，由通常被完全硬化的高纯度并且因此价格昂贵的钢种制成的轴承环已经用于该目的。轴承环在硬化过程期间经常会产生应力和变形。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种合适的薄壁轴承，该薄壁轴承在生产方面带来了成本节省以及在硬化过程中减少热变形。

2、该目的通过一种薄壁轴承来实现，该薄壁轴承包括至少一个内环、至少一个外环和多个球形滚动元件，其中，至少一个内环具有大于700 mm的内径di，其中，至少一个外环和至少一个内环由具有小于58 hrc的硬度的未硬化的金属基材制成，其中，至少一个外环和至少一个内环各自形成与滚动元件接触的至少一个滚道区域，并且其中，基材在至少一个滚道区域中被激光硬化，并且滚道区域具有至少58 hrc的硬度。

3、由于对至少一个内环和至少一个外环仅进行局部激光硬化，因此轴承环的变形被最小化。廉价的未硬化的金属基材仅在与滚动元件接触并形成用于滚动元件的滚道的区域中被硬化。这使得在薄壁轴承的生产中显著节约成本。

4、然而，为了改善微观结构，已经证明有效的是，在激光硬化之前将金属基材回火至250+100 hv的硬度。

5、优选的是，金属基材由具有以下比例的钢制成：

6、0.38重量%至0.56重量%的c，

7、0.3重量%至1.2重量%的mn，

8、0.9重量%至1.2重量%的cr，

9、0.15重量%至0.30重量%的mo，

10、余量的铁及不可避免的杂质或其他元素比如si、al、p、s、pb具有小于0.5重量%的比例。这是价格低廉的，可以被激光硬化并且可以用于根据本发明的薄壁轴承。特别地，1.7228（50crmo4）或1.7225（42crmo4）级的钢已经被证明是有效的。

11、优选的是，存在外环和内环，外环和内环各自具有彼此分开布置并且呈环形且彼此平行延伸的两个滚道区域。两个滚道区域优选地通过环形凹槽彼此隔开。该凹槽用作润滑剂储存部并且防止两个滚道区域的热影响区重叠。

12、替代性地，已经证明有效的是，具有两个外环和/或两个内环，两个外环和两个内环中的每一者具有环形的滚道区域。两个外环和/或两个内环可以在它们的滚道彼此邻接的区域中具有局部凹部。

13、形成用于滚动元件的滚道的至少一个滚道区域的自由表面可以是被机械加工的和/或被滚压的。形成用于滚动元件的滚道的至少一个滚道区域的自由表面特别地被珩磨。

14、至少一个滚道区域优选地在横跨穿过至少一个外环或至少一个内环的横截面观察时具有不同的厚度。优选地，激光硬化在基材中的穿透深度在接触角系列的区域中达到其最大穿透深度。

15、包括至少一个根据本发明的薄壁轴承的计算机断层扫描装置已经证明了其自身能够实现关于薄壁轴承的高度的运行精度、极高的运行平稳度、无游隙以及高度的倾斜刚度。

技术特征：

1.一种薄壁轴承（1，1’），所述薄壁轴承包括至少一个内环（2，2a、2b）、至少一个外环（3，3a、3b）和多个球形滚动元件（4），其中，所述至少一个内环（2，2a、2b）具有大于700 mm的内径（di），其中，所述至少一个外环（3，3a、3b）和所述至少一个内环（2，2a、2b）由具有小于58 hrc的硬度的未硬化的金属基材（6）制成，其中，所述至少一个外环（3，3a、3b）和所述至少一个内环（2，2a、2b）各自形成与所述滚动元件（4）接触的至少一个滚道区域（7a、7b、7c、7d），并且其中，所述基材（6）在至少一个所述滚道区域（7a、7b、7c、7d）中被激光硬化，并且所述滚道区域（7a、7b、7c、7d）具有至少58 hrc的硬度。

2.根据权利要求1所述的薄壁轴承（1，1’），其中，所述金属基材（6）由具有以下比例的钢制成：

3.根据权利要求1或2中的一项所述的薄壁轴承（1），其中，存在外环（3）和内环（2），所述外环和所述内环各自具有彼此分开布置并且呈环形且彼此平行延伸的两个滚道区域（7a、7b；7c、7d）。

4.根据权利要求3所述的薄壁轴承（1），其中，所述两个滚道区域（7a、7b；7c、7d）通过环形凹槽（9a、9b）彼此间隔开。

5.根据权利要求1或2中的一项所述的薄壁轴承（1’），其中，存在两个外环（3a、3b）和/或两个内环（2a、2b），所述两个外环和/或所述两个内环各自具有环形的滚道区域（7a、7b、7c、7d）。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的薄壁轴承（1，1’），其中，形成用于所述滚动元件（4）的滚道的至少一个所述滚道区域（7a、7b、7c、7d）的自由表面（8）是被机械加工的和/或被滚压的。

7.根据权利要求6所述的薄壁轴承（1，1’），其中，形成用于所述滚动元件（4）的滚道的至少一个所述滚道区域（7a、7b、7c、7d）的自由表面（8）被珩磨。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的薄壁轴承（1，1’），其中，至少一个所述滚道区域（7a、7b、7c、7d）在横跨穿过所述至少一个外环（3，3a、3b）或所述至少一个内环（2，2a、2b）的横截面观察时具有不同的厚度。

9.一种计算机断层扫描装置，所述计算机断层扫描装置包括至少一个根据权利要求1至8中的一项所述的薄壁轴承（1，1’）。

技术总结本发明涉及一种薄壁轴承（1，1’）、特别地用于计算机断层扫描装置的薄壁轴承，所述薄壁轴承包括至少一个内环（2，2a、2b）、至少一个外环（3，3a、3b）和多个球形滚动元件（4），其中：所述至少一个内环（2，2a、2b）具有大于700 mm的内径（Di）；所述至少一个外环（3，3a、3b）和所述至少一个内环（2，2a、2b）由具有小于58 HRC的硬度的未硬化的金属基材（6）制成；所述至少一个外环（3，3a、3b）和所述至少一个内环（2，2a、2b）各自形成与所述滚动元件（4）接触的至少一个滚道区域（7a、7b、7c、7d）；并且所述基材（6）在至少一个所述滚道区域（7a、7b、7c、7d）中被激光硬化，并且所述滚道区域（7a、7b、7c、7d）具有至少58 HRC的硬度。技术研发人员：迪特马尔·鲁迪,米歇尔·保施,卡斯滕·默克莱因,沃尔夫冈·鲍尔,沃尔夫冈·布朗受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23