AT502350A2

AT502350A2 - Röntgentargetanordnung

Info

Publication number: AT502350A2
Application number: AT0134706A
Authority: AT
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2007-03-15
Also published as: DE102006037860B4; AT502350A3; DE102006037860A1; AT13034U1; US7321653B2; US20070041504A1

Description

DIPL-ING. WALTER HOLZER
DIPL-ING. OTTO PFEIFER
DIPL-ING. DR. TECHN. ELISABETH SCHOBER
A- 101 O W N, SCHOTTENRING 16, BÖRSEGEBÄUDE
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Röntgentargetanordnung und insbesondere eine Röntgentargetanordnung mit getrennten Naben- und Scheibenelementen.
Hintergrund der Erfindung
Moderne medizinische Bildgebungsanordnungen weisen zunehmende Komplexität und Leistungsvermögen auf . Diese Zunahmen ergeben oft eine Erhöhung des Leistungsbedarfes und des damit verbundenen Verschleisses derartiger Anordnungen. Das ist der Fall bei den Röntgenröhrenanordnungen. Die Zunahme des Leistungsbedarfes der Bildgebungsanordnung kann eine Zunahme der erforderlichen Drehgeschwindigkeiten der Röntgentargetanordnung ergeben, um eine Überhitzung und einen Schaden zu vermeiden.

Diese erhöhten Drehgeschwindigkeiten können grosse Nabenspannungen ergeben, welche die vorliegenden Entwicklungskriterien übersteigen. Die Nabe ist der Mittelteil der Targetanordnung, welcher in Verbindung mit dem Antriebsschaft ist.
Ausser den mit der Zunahme des Leistungsbedarfes verbundenen zusätzlichen Spannungen wird selbst die Targetanordnung eine Zunahme des Verschleisses und des thermischen Schadens er leiden. Es ist bekannt, dass diese zunehmenden Spannungsfaktoren einen Schaden der Aufprailbereiche des Targetelementes verursachen. Zusätzlich kann die thermische Energie über die Targetanordnung zu dem Nabenbereich übertragen werden.

Diese Zunahme der thermischen Energie in Kombination mit den zunehmenden Spannungen wegen der erhöhten Drehgeschwindigkeiten kann einen unerwünschten Verschleiss und Schaden des Nabenelementes verursachen.
Bei jeder Ausführung einer R[delta]ntgentargetanordnung ist es wahrscheinlich, dass das Targetelement oder dessen Teile einen Schaden während eines längeren Betriebes erleiden. Das ist einfach ein vorbestimmtes Ergebnis der Tatsache, dass das Targetelement von einem Elektronenstrahl getroffen wird, um das Erzeugen der Röntgenstrahlen zu ermöglichen. Falls aber der Verschleiss oder der Schaden zu gross werden, müssen die bestehenden Konstruktionen vollständig ersetzt werden. Demontage und Reparatur der vorliegenden Ausführungen sind nicht vorgesehen und können unpraktisch hinsichtlich des Ausführungsaufbaues und der entsprechenden Kosten sein.

Da ein derartiger Verschleiss und Schaden nur minimiert werden können, wäre es vorteilhaft, eine Ausführung mit der Möglichkeit zu schaffen, dass abgenutzte oder schadhafte Teile des Targetelementes ersetzt werden. Falls darüber hinaus die Reparatur noch immer nicht kostengünstig ist, würde eine Ausführung gewünschte Kostenvorteile bieten, welche die Wiederverwendung zumindest eines Teiles der Targetanordnung gestattet. Es wäre daher höchst erstrebenswert, eine RöntgenröhrenTargetanordnung zu schaffen, welche ein einfaches Ersetzen abgenutzter oder beschädigter Targetelemente gestattet.

Es wäre auch höchst vorteilhaft, eine R[delta]ntgenr[delta]hren-Targetanordnung zu schaffen, welche geeignet ist, den hohen Drehgeschwindigkeiten und den zunehmenden thermischen Anforderungen moderner Anodenleistungen standzuhalten.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wird eine Röntgentargetanordnung mit einem Mittennabenelement geschaffen, welches an einem Antriebsschaft befestigt ist, und eine Aussenscheibe mit einer Vielzahl von Lappenerweiterungen, die mit dem Umfang des Mittennabenelementes lösbar in Eingriff stehen.

Ein Targetelement ist an der oberen Aussenscheibenflache befestigt.
Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden Zeichnungen und der angeschlossenen Ansprüche verständlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 ist eine Darstellung einer R[delta]ntgenr[delta]hrenanordnung gemäss der vorliegenden Erfindung. .. ..
Fig. 2 ist eine Querschnittdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Röntgenröhren-Targetanordnung.
Fig. 3 ist eine Detaildarstellung der in Fig. 2 dargestellten Röntgenröhren-Targetanordnung.
Fig. 4 ist eine Detaildarstellung einer weiteren Ausführung der in Fig. 2 dargestellten R[delta]ntgenröhren-Targetanordnung.
Fig. 5 ist eine Detaildarstellung einer weiteren Ausführung der in Fig. 2 dargestellten Röntgenröhren-Targetanordnung.
Fig.

6 ist eine Detaildarstellung einer weiteren Ausführung der in Fig. 2 dargestellten Röntgenröhren-Targetanordnung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführung (en)
Fig. 1 ist eine Darstellung einer R[delta]ntgenröhrenanordnung 10 gemäss der vorliegenden Erfindung. Die Anordnung 10 weist ein Röhrengehäuse 12 auf. Die vorliegende Erfindung sieht eine Vielfalt von Röhrengehäusen 12 vor. Das Röhrengehäuse 12 umfasst im Inneren eine Kathodenanordnung 14, bei welcher über ein Kathodenentladeschale 16 Elektronen gesammelt und in Richtung der Anodenanordnung 18 ausgestossen werden. Die Anodenanordnung 18 umfasst eine Anodenantriebsanordnung 20, welche einen Anodenantriebsschaft 22 dreht, der seinerseits eine Rönt genröhren-Targetanordnung dreht.

Gemäss dem Stand der Technik der Röntgenröhren ist bekannt, dass die durch die Kathodenanordnung 14 erzeugten Elektronen auf die Röntgenröhren-Targetanordnung 24 aufprallen und die Erzeugung von Gamma- oder Röntgenstrahlen bewirken.
Der Aufprall der Elektronen auf die Röntgenröhren-Targetanordnung 24 erzeugt eine beträchtliche Hitze und einen beträchtlichen Verschleiss. Die vorliegende Erfindung zieht derartige Spannungsfaktoren durch Ausbilden der RöntgenröhrenTargetanordnung 24 als Mittennabenelement 26 und Aussenscheibe 28 in Betracht. Ein Targetelement 30 ist an der Aussenscheibe 28 befestigt. Die Aussenscheibe 28 ist an dem Mittennabenelement 26 derart lösbar befestigt, dass falls bei dem Targetelement 30 ein unerwünschtes Ausmass an Verschleiss oder Schaden auftreten, die Aussenscheibe 28 ersetzt werden kann, während das Nabenelement 26 verbleibt.

Zusätzlich zum Ersetzen gestattet die vorliegende Erfindung Kostenersparnisse durch die Wiederverwendung von nicht beschädigten Teilen der Targetanordnung 24 in neuen Anordnungen. Das in den Targetanordnungen 24 verwendete Molybdän ist teuer, und die vorliegende Erfindung gestattet seine Wiederverwendung, um vorteilhafte Kostenersparnisse zu bieten. Darüber hinaus kann das Nabenelement 26 optimiert werden, um die über die Anodenantriebsanordnung 20 übertragenen Spannungen standzuhalten, während die Aussenscheibe 28 optimiert werden kann, um der durch den Elektronenaufprall verursachten thermischen Energie standzuhalten. Gemäss einer besonderen Ausführung weist das Nabenelement 26 eine vergrösserte Querschnittsbreite 32 auf, um Spannungen aufgrund der von dem Anodenantriebsschaft 22 übertragenen zentrischen Last zu verringern.

Ausserdem umfasst die Aussenscheibe 28 vorzugsweise eine Aussenscheiben-Querschnittsbreite 34, welche an dem Aussenumfang 35 der Aussenscheibe angeordnet ist, und eine Innenscheiben-Querschnittsbreite 36, welche an dem Innenumfang 38 der Aussenscheibe angeordnet ist. Die InnenscheibenQuerschnittsbreite 36 ist vorzugsweise kleiner als die Aussenscheiben-Querschnittsbreite 34, um die thermische Übertragung von einem Targetelement 36 zu einem Nabenelement 26 zu verhindern. Ein Konus 40 kann im Übergang zwischen der Innenscheiben-Querschnittsbreite 36 und der Naben-Querschnittsbreite 32 angeordnet sein, um weitere Spannungen abzubauen.

Das Targetelement 36 ist vorzugsweise an der oberen Aussenscheibenflache 42 der Aussenscheibe 28 befestigt.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Targetanordnung 24 in einer Vielzahl von Ausführungen gebildet werden kann, derart, dass die Aussenscheibe 28 an das Mittennabenelement 26 lösbar befestigt ist. Fig. 3 stellt eine derartige Ausführung dar und zieht die Verwendung von Lappenerweiterungen 44 vor, welche an dem Innenscheibenumfang 38 gebildet sind, und entsprechenden Verriegelungsschlitzen 46, welche an dem Aussennabenu fang 48 gebildet sind. Die Lappenerweiterungen 44 greifen in die Verriegelungsschlitze 46 und verriegeln die Aussenscheibe 28 mit dem Nabenelement 26. Obwohl Verriegelungsschlitze 46 verwendet werden können, werden andere Massnahmen, wie beispielsweise Bolzenelemente 50 (siehe Fig. 5) oder Schraubelemente 52 (siehe Fig. 6) , in Betracht gezogen.

Die vorliegende Erfindung zieht eine vereinfachte Fertigung, Montage und Demontage der Aussenscheibe 28 des Nabenelementes 26 in Betracht, um die kostengünstige Fertigung, Teilverwertung, Reparatur und den Ersatz zu gestatten. Obwohl eine Vielzahl von Lappen/SchlitzKombinationen in Betracht gezogen werden, zieht eine Ausführung die Verwendung von Tannenbaumerweiterungen und Schlitzen in Betracht, wie dies die Fig. 3 und Fig. 4 darstellen.
Während die Aussenscheibe 28 als Einzelelement ausgebildet sein kann, werden die sich durch die vorliegende Anmeldung ergebenden Vorteile der billigen Montage, Wiederverwertung oder Reparatur weiter gesteigert, falls die Aussenscheibe 28 eine Vielzahl von partiellen Umfangsscheibenteilen 54 aufweist. Die Lappenerweiterung 44 kann an dem Innenteil-Scheibenumfang 56 jedes partiellen Umfangsscheibenteiles 54 gebildet sein.

Durch die Bildung der Aussenscheibe 28 aus einer Vielzahl von partiellen Scheibenteilen, muss nur der betroffene partielle Umfangsscheibenteil 54 ersetzt oder vor der Wiederverwendung abgenommen werden, falls ein kleines Segment des Targetelementes 36 beschädigt ist. Dies bietet den R[delta]ntgenr[delta]hrentargets ein unentdecktes Mass an Wiederverwendung, Wartung und Kosteneffizienz. Obwohl die partiellen Umfangsscheibenteile 54 auf verschiedene Weise montiert werde können, zieht eine Ausführung die Verwendung von Seitenlappen 58 in Betracht, welche auf einer ersten Radialseite 60 des partiellen Umfangsscheibenteiles 54 gebildet sind. Gegenüber der ersten Radialseite 60 ist auf der zweiten Radialseite 62 ein Seitenschlitz 64 gebildet.

Die Fig. 4 zeigt, dass auf diese Weise jeder Seitenlappen 58 mit dem Seitenschlitz 64 eines angrenzenden partiellen Umfangsscheibenteiles 54 in Eingriff steht, um eine feste Aussenscheibe 28 zu bilden. Es wird bevorzugt, dass jeder partielle Scheibenteil 54 seine eigene Lappenerweiterung 44 zur Verbindung mit dem Nabenumfang 48 aufweist.
Obwohl besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben wurden, können zahlreiche Änderungen und Variationen der Ausführungen vom Fachmann durchgeführt werden. Daher soll die Erfindungslehre nur im Sinne der angeschlossenen Ansprüche begrenzt sein.

Claims

" _.. .. Ansprüche :

1. Röntgentargetanordnung (24) , umfassend: ein an einem Antriebsschaft (22) befestigtes Mittennabenelement (26) ; eine Aussenscheibe (28) , welche an den Umfang des Mitennabenelementes (26) lösbar befestigt ist; ein Targetelement (30) , welches an der oberen Aussenscheibenflache befestigt ist.

2. Röntgentargetanordnung (24) nach Anspruch 1, bei welcher die Aussenscheibe (28) an den Umfang des Mittennabenelementes (26) mittels einer Vielzahl von Bolzenelementen (50) , welche durch das Mittennabenelement (26) und die Aussenscheibe

(28) gehen, lösbar befestigt ist.

3. Röntgentargetanordnung (24) nach Anspruch 1, bei welcher: die Aussenscheibe (28) eine Vielzahl von Lappenerweiterungen (44) aufweist, welche an dem Innenscheibenumfang gebildet sind; das Mittennabenelement (26) eine Vielzahl von Verriegelungsschlitzen (46) aufweist, welche an dem Aussennabenumfang gebildet sind; jede der Vielzahl von Lappenerweiterungen (44) in eine der Vielzahl von Verriegelungsschlitzen (46) lösbar einführbar ist, um die Aussenscheibe (28) mit dem Mittennabenelement (26) lösbar zu verbinden. ..

4. Röntgentargetanordnung (24) nach Anspruch 1, bei welcher die Aussenscheibe (28) eine Vielzahl von partiellen Umfangsscheibenteilen (54) umfasst, welche zur Bildung der Aussenscheibe (28) lösbar montiert sind.

5. Röntgentargetanordnung (24) nach Anspruch 4, bei welcher die Vielzahl von partiellen Umfangsscheibenteilen (54) umfasst : einen Seitenlappen (58) , welcher auf einer ersten Radialseite (60) des partiellen Umfangsscheibenteiles (54) ausgebildet ist; und einen Seitenschlitz (64) , welcher auf einer zweiten Radialseite (62) des partiellen Umfangsscheibenteiles (54) ausgebildet ist; wobei der Seitenlappen (58) in einen angrenzenden Seitenschlitz (64) des partiellen Umfangsscheibenteiles (54) passt.

6. Röntgentargetanordnung (24) nach Anspruch 4, bei welcher die Vielzahl von partiellen Umfangsscheibenteilen (54) umfasst : eine Lappenerweiterung (44) , welche an einem InnenteilScheibenumfang ausgebildet ist; das Mittennabenelement (26) mit einer Vielzahl von Verriegelungsschlitzen (46) , welche an dem Aussennabenumfang ausgebildet sind; wobei die Lappenerweiterung (44) in eine der Vielzahl von Verriegelungsschlitzen (46) lösbar einsteckbar ist, um den parti eilen Umfangsscheibenteil (54) mit dem Mittennabenelement (26) lösbar zu verbinden.

7. Röntgentargetanordnung (24), umfassend: ein an einem Antriebsschaft (22) befestigtes Mittennabenelement (26) ; eine Aussenscheibe (28) mit einer Vielzahl von Lappenerweiterungen (44) , welche mit dem Umfang des Mittennabenelementes (26) lösbar in Eingriff stehenfein Targetelement (30) , welches an der oberen Aussenscheibenflache befestigt ist.

8. Röntgentargetanordnung (24) nach Anspruch 6, bei welcher das Mittennabenelement (26) eine Nabenquerschnittsbreite (32) umfasst, und die Aussenscheibe (28) eine InnenscheibenQuerschnittsbreite (36) und eine Aussenscheiben-Querschnittsbreite (34) umfasst, wobei die Innenscheiben-Querschnittsbreite

(36) kleiner als die Nabenquerschnittsbreite (32) ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Röntgentargetanordnung (24) , umfassend:

Herstellung eines an einem Antriebsschaft (22) befestigten Mittennabenelementes (26) ;

Herstellung einer Aussenscheibe (28) mit einer Vielzahl von Lappenerweiterungen (44) , welche an dem Innenscheibenumfang ausgebildet sind;

Herstellung eines Targetelementes (30) , welches an der oberen Aussenscheibenfl che der Aussenscheibe (28) befestigt ist; lösbares Verbinden der Aussenscheibe (28) mit dem Umfang des Mittennabenelementes (26) durch Befestigung der Lappenerweiterungen (44) an das Mittennabenelement (26) .

10. Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend:

Aussetzen des Targetelementes (30) dem Beschüss durch Elektronen; und

Wiederverwertung von Teilen der Röntgentargetanordnung (24) nach verlängerter Verwendung durch Ablösen der Aussenscheibe (28) von dem Mittennabenelement (26) .