DE10164288A1

DE10164288A1 - Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe

Info

Publication number: DE10164288A1
Application number: DE2001164288
Authority: DE
Inventors: Paul Michael Ratzmann
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2002-08-08
Also published as: US6418192B1; JP2002333017A; US20020085677A1; NL1019643C2

Abstract

Eine mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 ist vorgesehen, die ein inneres Lagerelement 18, ein äußeres Lagerelement 16 und ein freies Rotationszwischenlaufbahnelement 22 aufweist, das zwischen dem inneren Lagerelement 18 und dem äußeren Lagerelement 16 positioniert ist, so dass das innere Lagerelement 18 und das äußere Lagerelement 16 unabhängig voneinander drehbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Lagerbaugruppe zur Verwendung bei einer Röntgenröhre und insbesondere eine mehrreihige Lagerbaugruppe zur Verwendung bei einer Röntgenröhre.

Innendrehungsröntgenröhrenlager zur Verwendung bei einer rotierenden Anodenröntgenröhrenvorrichtung sind nach dem Stand der Technik gut bekannt. Eine typische Bauart eines Röntgenröhrenstützlagers weist ein Kugellager auf, das zwischen einer inneren und einer äußeren Laufbahn bzw. Lauffläche positioniert ist, um eine Lagerstütze für die Baugruppe vorzusehen. Obwohl derartige Lagerauslegungen allen gemeinsam sind, sind sie nicht frei von Nachteilen.

Es ist für gegenwärtige Lagerauslegungen möglich, ein Drehmoment über die Kugellager auf die äußere Laufbahn zu übertragen. Diese Übertragung des Drehmoments kann die Drehung der äußeren Laufbahn zur Folge haben, was wiederum zum Klappern bzw. Rattern der Lagerbaugruppe beitragen kann. Das ist außerordentlich unerwünscht. Außerdem können gegenwärtige Auslegungen mit einer stationären oder einer im Wesentlichen stationären äußeren Laufbahn hohe Geschwindigkeiten der Kugellager während des Betriebs zur Folge haben. Die Kombination der reibenden Bewegung aufgrund der Laufbahndrehung, das Rattern und hohe Kugelgeschwindigkeiten können eine große akustische Lärmerzeugung während des Betriebs zur Folge haben. Das ist natürlich, außerordentlich unerwünscht.

Beträchtliche Anstrengungen und Zeitaufwand ist in die Weiterentwicklung von Systemen zum Schmieren der Kugellager bei derartigen Auslegungen mit dem Ziel zum Verringern dieser negativen Charakteristiken aufgewendet worden. Diese Weiterentwicklungen hinsichtlich der Schmierung fügen sich jedoch zu den Ausgaben hinzu, wobei die Kosten der Lagerbaugruppe ansteigen. Außerdem lassen derartige Schmiersysteme oft einen Raum zur Verbesserung der Reduktion der Kugelgeschwindigkeit, der Drehmomentübertragung und des Ratterns. Verringerungen hinsichtlich derartiger Charakteristiken sind höchst wünschenswert, da sie zu einer verringerten Abtragung an den Kugellagern, einer Erhöhung der Lebensdauer der Lager, einer Verringerung der akustischen Geräuschentwicklung und möglicherweise einer erhöhten Anodenlaufgeschwindigkeit der Röhre führen können.

Daher gibt es einen Bedarf nach einer Röntgenröhrenlagerbaugruppe, die die Kugelgeschwindigkeit verringert, die Drehmomentübertragung verringert, das Rattern verringert, die akustische Geräuschentwicklung verringert, und die eine Erhöhung der Anodenlaufgeschwindigkeit der Röhre gestattet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerbaugruppe zur Verwendung bei einer Röntgenröhre mit einer verringerten Kugelgeschwindigkeit, Drehmomentübertragung, Rattern und akustischer Geräuschentwicklung zu schaffen. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lagerbaugruppe für eine Röntgenröhre zu schaffen, die erhöhte Anodenlaufgeschwindigkeiten gestattet.

Gemäß dieser Aufgaben und dem Ziel der Erfindung ist eine mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe vorgesehen. Die mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe weist ein inneres Lagerelement und ein äußeres Lagerelement auf. Das äußere Lagerelement umgibt das innere Lagerelement und beide Lagerelemente drehen sich an der gleichen Hauptachse. Ein freies Rotationszwischenlaufbahnelement, das zwischen dem inneren Lagerelement und dem äußeren Lagerelement positioniert ist, gestattet sowohl dem inneren Lagerelement als auch dem äußeren Lagerelement, sich unabhängig voneinander zu drehen. Die Fähigkeit jedes Lagerelements, sich unabhängig zu drehen, kann unter anderem die Kugelgeschwindigkeit, die äußere Laufbahnrotation, die Reibbewegung und das Rattern verringern.

Die Aufgabe, andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden erkennbar, wenn sie im Lichte der genauen Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und den beiliegenden Ansprüchen betrachtet wird.

Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer mehrreihigen Röntgenröhrenlagerbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer mehrreihigen Röntgenröhrenlagerbaugruppe, wie in Fig. 1 gezeigt, wobei der Querschnitt entlang den Linien 2-2 in der Richtung der Pfeile verläuft.

Zunächst wird Bezug auf Fig. 1 genommen, die eine Draufsicht einer mehrreihigen Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Die mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 hat ein Drehelement 12 und eine äußere Laufbahn 14. Bei bekannten Auslegungen (nicht gezeigt) ist es allgemein bekannt, ein einzelnes Lagerelement zwischen das Drehelement 12 und die äußere Laufbahn 14 anzuordnen. Wenn ein derartiges einzelnes Lagerelement (nicht gezeigt) verwendet wird, ist es möglich, dass ein unerwünschtes Drehmoment auf die äußere Laufbahn 14 übertritt, sich die Kugelgeschwindigkeit unerwünscht entwickelt, sich das Rattern entwickelt und sich eine hohe akustische Geräuschentwicklung entwickelt, wenn das Drehelement 12 beginnt sich zu drehen. Das kann insbesondere zutreffen, wenn die äußere Laufbahn 14 stationär oder im Wesentlichen stationär ist. Die vorliegende Erfindung verringert diese Eigenschaften dadurch, dass es ein äußeres Lagerelement 16 und ein inneres Lagerelement 18 aufweist. In einem Ausführungsbeispiel bestehen sowohl das äußere Lagerelement 16 als auch das innere Lagerelement 18 aus einer Vielzahl von Kugellagern 20. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind jedoch vielfältige Bauarten von Lagerelementen vorgesehen. Ein freies Rotationszwischenlaufbahnelement 22, das zwischen dem äußeren Lagerelement 14 und dem inneren Lagerelement 18 angeordnet ist, gestattet, dass sich das äußere Lagerelement 16 und das innere Lagerelement 18 unabhängig voneinander bewegen.

Nachstehend wird Bezug auf Fig. 2 genommen, die eine Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Mehrreihenröntgenröhrenlagerbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Eine innere Laufbahn 24 ist in das Drehelement 12 ausgebildet, um eine Spur für das innere Lagerelement 18 vorzusehen. Es ist jedoch verständlich, dass die innere Laufbahn 24 als ein unabhängiges Element (nicht gezeigt) ausgebildet sein kann und sein Aufbau unter Berücksichtigung von verschiedenartigen Lagerelementen angepasst werden kann. Wenn ihre Verwendung angemessen ist, wird eine breite Vielfalt von Konfigurationen der inneren Laufbahn 24 vorgesehen.

Ein Abstandhalterelement 26 und Stiftelemente 28, die das Abstandhalterelement mit der äußeren Laufbahn 14 verbinden, sind ebenso offenbart. Eine Vorlastfeder 29 kann ebenso vorgesehen sein. Diese Elemente sind nützlich beim Halten von Gruppen von mehrreihigen Röntgenröhrenlagerbaugruppen 10 als eine Einheit zusammen. Obwohl das Abstandhalterelement 26, die Stiftelemente 28 und die Vorlastfeder 29 gezeigt sind, ist es verständlich, dass sie nur für den Zweck der Darstellung gezeigt sind und eine breite Vielfalt von Konfigurationen unter Verwendung von mehrreihigen Lagern einschließlich Konfigurationen vorgesehen sein kann, die nicht die Verwendung des Abstandhalterelements 26, des Stiftelements 28 oder einer Vorlastfeder 29 erfordern. Wie vorstehend diskutiert ist, gestattet die vorliegende Erfindung, wenn sich das innere Drehelement 12 dreht, unter Verwendung der freien Rotationszwischenlaufbahn 24, dass sich das äußere Lagerelement 16 und das innere Lagerelement 18 unabhängig voneinander drehen. Das verringert die Geschwindigkeit der Kugellager 20, da sie an ihren vorgegebenen Lagerelementen drehen. Außerdem wird das auf die äußere Laufbahn 14 übertragene Drehmoment verringert. Das gestattet eine Verringerung der Rotation der äußeren Laufbahn 14, das Rattern und eine hohe akustische Geräuschentwicklung. Bei einem Ausführungsbeispiel weist eine Mehrreihenröntgenröhrenlagerbaugruppe eine vordere Lagergruppe 32 unter Verwendung getrennter Gruppen von Lagern auf. Bei anderen Ausführungsbeispielen können jedoch vielzählige Gruppen von Lagerbaugruppen und abwechselnde Konfigurationen eingesetzt werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Berührwinkel 34, die gebildet werden, wo die Lagerelemente 16, 18 die Laufbahnen 14, 22, 24 berühren, kollinear für sowohl das innere Lagerelement 18 als auch das äußere Lagerelement 16. Obwohl ein Winkel zum Zweck der Darstellung gezeigt ist, ist eine Vielzahl von verschiedenen Berührwinkeln 34 möglich. Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) sind das äußere Lagerelement 16 und das innere Lagerelement 18 senkrecht zueinander wie auch zu der Achse des Drehelements 12 ausgerichtet.

Obwohl die vorliegende Erfindung so beschrieben ist, dass sie ein äußeres Lagerelement 16 und ein inneres Lagerelement 18 hat, die durch die freie Rotationszwischenlaufbahn 24 getrennt sind, ist es verständlich, dass zusätzliche Reihen von Lagerelementen (nicht gezeigt), die durch zusätzliche freie Rotationszwischenlaufbahnen (nicht gezeigt) getrennt sind, der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden können, um die Kugelgeschwindigkeit, die Drehmomentübertragung, das Rattern und die hohe akustische Geräuschentwicklung während des Betriebs weitergehend zu verringern. Obwohl außerdem die vorliegende Erfindung so beschrieben ist, dass sie ein inneres Drehelement 12 hat, ist es verständlich, dass bei abgewandelten Ausführungsbeispielen (nicht gezeigt) das innere Drehelement 12 stationär sein kann und die äußere Baugruppe (z. B. die äußere Laufbahn 14 und das Abstandhalterelement 26) das aktive Drehelement sein kann. Anders gesagt kann die vorliegende Erfindung als ein inneres oder ein äußeres Drehlager verwendet werden.

Während besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben sind, sind vielzählige Abwandlungen und alternative Ausführungsbeispiele dem Fachmann offensichtlich. Demgemäß ist beabsichtigt, dass die Erfindung nur mit Bezug auf die beigefügten Ansprüche begrenzt wird.

Somit ist die mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 vorgesehen, die das innere Lagerelement 18, das äußere Lagerelement 16 und das freie Rotationszwischenlaufbahnelement 22 aufweist, das zwischen dem inneren Lagerelement 18 und dem äußeren Lagerelement 16 positioniert ist, so dass das innere Lagerelement 18 und das äußere Lagerelement 16 unabhängig voneinander drehbar sind.

Claims

1. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 mit:
einem inneren Lagerelement 18;
einem äußeren Lagerelement 16, das das innere Lagerelement 18 umgibt und an der gleichen Hauptachse wie das innere Lagerelement drehbar ist; und
einem freien Rotationszwischenlaufbahnelement 22, das zwischen dem inneren Lagerelement 18 und dem äußeren Lagerelement 16 positioniert ist, so dass das innere Lagerelement 18 und das äußere Lagerelement 16 unabhängig voneinander drehbar sind.

2. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Lagerelement 18 eine Vielzahl von Kugellagern 20 aufweist.

3. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Lagerelement 16 aus einer Vielzahl von Kugellagern 20 besteht.

4. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einer stationären äußeren Laufbahn 14 verwendbar ist.

5. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch
zumindest ein zusätzliches Lagerelement, das zwischen dem inneren Lagerelement 18 und dem äußeren Lagerelement 16 positioniert ist; und
zumindest ein zusätzliches freies Rotationszwischenlaufbahnelement, das zwischen dem zumindest einen zusätzlichen Lagerelement und dem äußeren Lagerelement 16 positioniert ist.

6. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch
zumindest ein zusätzliches Lagerelement, das zwischen dem inneren Lagerelement 18 und dem äußeren Lagerelement 16 positioniert ist; und
zumindest ein zusätzliches freies Rotationszwischenlaufbahnelement, das zwischen dem zumindest einen zusätzlichen Lagerelement und dem inneren Lagerelement 18 positioniert ist.

7. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine innere Laufbahn 24 in Verbindung mit dem inneren Lager 18; und
eine äußere Laufbahn 14 in Verbindung mit dem äußeren Lager 16.

8. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührwinkel des inneren Lagerelements 18 und des äußeren Lagerelements 16 kollinear sind.

9. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Vielzahl von Lagergruppen verwendbar ist.

10. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 mit:
einer vorderen Lagergruppe 30, die folgendes aufweist:
ein vorderes inneres Lagerelement 18;
ein vorderes äußeres Lagerelement 16, das das innere Lagerelement 18 umgibt und an der gleichen Hauptachse wie das innere Lagerelement 18 drehbar ist; und
ein vorderes freies Rotationszwischenlaufbahnelement 22, das zwischen dem inneren Lagerelement 18 und dem äußeren Lagerelement 16 positioniert ist, so dass das innere Lagerelement 18 und das äußere Lagerelement 16 unabhängig voneinander drehbar sind; und
einer hinteren Lagergruppe 32, die folgendes aufweist:
ein hinteres inneres Lagerelement 18;
ein hinteres äußeres Lagerelement 16, das das innere Lagerelement 18 umgibt und an der gleichen Hauptachse wie das innere Lagerelement 18 drehbar ist; und
ein hinteres freies Rotationszwischenlaufbahnelement 22, das zwischen dem inneren Lagerelement 18 und dem äußeren Lagerelement 16 positioniert ist, so dass das innere Lagerelement 18 und das äußere Lagerelement 16 unabhängig voneinander drehbar sind.

11. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere innere Lagerelement 18 eine Vielzahl von Kugellagern 20 aufweist.

12. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere äußere Lagerelement 16 aus einer Vielzahl von Kugellagern 20 besteht.

13. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einer stationären äußeren Laufbahn 14 verwendbar ist.

14. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch
zumindest ein zusätzliches Lagerelement, das zwischen dem vorderen inneren Lagerelement 18 und dem vorderen äußeren Lagerelement 16 positioniert ist; und
zumindest ein zusätzliches freies Rotationszwischenlaufbahnelement, das zwischen dem zumindest einen zusätzlichen vorderen Lagerelement und dem vorderen äußeren Lagerelementes 16 positioniert ist.

15. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch
zumindest ein zusätzliches Lagerelement, das zwischen dem vorderen inneren Lagerelement 18 und dem vorderen äußeren Lagerelement 16 positioniert ist; und
zumindest ein zusätzliches freies Rotationszwischenlaufbahnelement 22, das zwischen dem zumindest einen zusätzlichen Lagerelement und dem vorderen inneren Lagerelement 18 positioniert ist.

16. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einer inneren Laufbahn 24 in Verbindung mit dem vorderen inneren Lager 18; und
einer äußeren Laufbahn 14 in Verbindung mit dem vorderen äußeren Lager 16.

17. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührwinkel des vorderen inneren Lagerelements 18 und des vorderen äußeren Lagerelements 16 kollinear sind.

18. Mehrreihige Röntgenröhrenlagerbaugruppe 10 gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch zumindest eine zusätzliche Lagergruppe 30.