DE102005018369A1

DE102005018369A1 - Drehanoden-Röntgenröhre

Info

Publication number: DE102005018369A1
Application number: DE102005018369A
Authority: DE
Inventors: Günter DANZ
Original assignee: HOFMANN MESS und AUSWUCHTTECHN; Hofmann Mess- und Auswuchttechnik & Co KG GmbH
Current assignee: HOFMANN MESS und AUSWUCHTTECHN; Hofmann Mess- und Auswuchttechnik & Co KG GmbH
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-10-05
Also published as: US20090016489A1; JP2008535167A; KR20080005377A; WO2006103006A1

Abstract

Eine Drehanoden-Röntgenröhre zur Erzeugung von Röntgenstrahlen mit einer stationären Kathode und einer auf einem motorbetriebenen Rotor angeordnete Drehanode, wobei die Kathode und die Drehanode in einem Vakuumbehälter untergebracht sind, umfaßt eine Wuchtvorrichtung, die in die Röntgenröhre integriert ist und eine mit dem Vakuumbehälter verbundene Betätigungsvorrichtung und eine mit dem Rotor verbundene Aktorvorrichtung mit wenigstens zwei mit der Betätigungsvorrichtung gegeneinander winkelmäßig verstellbaren Kompensationsmassen aufweist, einen Vibrationssensor zur Erfassung von Schwingungen der Röntgenröhre, eine Positionserfassungseinrichtung zur Erfassung der Positionen der Kompensationsmassen, und einen mit der Wuchtvorrichtung gekoppelten mit einen Mikroprozessor gesteuerten Kontroller zur Steuerung der Wuchtvorrichtung aufweist, der zur Berechnung der Unwucht ausgelegt und in der Lager ist, die Kompensationsringe durch die Betätigungsvorrichtung so zu verstellen, dass die durch die Unwucht erzeugten Vibrationen reduziert werden. Die Eichung erfolgt durch das Erzeugen eines Unwuchtvektors durch eine definierte Verstellung einer Kompensationsmasse um einen Winkel a oder um einen bestimmten Abstand von der Rotationsachse.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehanoden-Röntgenröhre und Verfahren zum Auswuchten derselben.

Drehanoden-Röntgenröhren werden heute zur Materialprüfung und auch für medizinische Zek-ke benutzt. Da die Drehanoden bei heutigen Drehanoden-Röntgenröhren mit hoher Drehzahl bis über 20.000 U/min rotieren, erzeugen die in dem rotierenden System vorhandenen Restunwuchten Schwin-gungen. Eine Ursache für eine Unwucht, die sich im Betrieb, insbesondere beim Aufheizen der Elektro-den, verändert ist die Wärmeausdehnung der Elektroden. Die durch die Unwucht erzeugten Schwin-gungen erzeugen Vibrationen die die Betriebslebensdauer der Lager verkürzen. Zusätzlich werden durch die Vibrationen Geräusche generiert die beim Einsatz der Röntgenröhre für medizinische Zwecke von den Patienten als unangenehm empfunden werden. Weiterhin verschlechtern die durch die Un-wucht erzeugten Schwingungen in der Röntgenröhre die Bildqualität des beim Röntgenscreening er-zeugten Bildes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehanoden-Röntgenröhre bereitzustellen, die in Bezug auf die Schwingungsprobleme verbessert ist.

Dazu ist die Röntgenröhre zur Erzeugung von Röntgenstrahle mit einer stationären Kathode und einer auf einem motorbetriebenen Rotor angeordnete Drehanode, wobei die Kathode und die Drehanode in einem Vakuumbehälter untergebracht sind, gekennzeichnet durch wenigstens eine Wuchtvorrichtung, die in die Röntgenröhre integriert ist und die umfaßt: eine mit dem Vakuumbehälter verbundene Betätigungsvorrichtung und eine mit dem Rotor verbundene Aktorvorrichtung mit wenigsten zwei mit der Betätigungsvorrichtung gegeneinander winkelmäßig verstellbaren Kompensationsmassen, einen Vibrationssensor zur Erfassung von Schwingen der Röntgenröhre, eine Positionserfassungseinrichtung zur Erfassung der Positionen der Kompensationsmassen, und einen mit der Wuchtvorrichtung gekop-pelten mit einen Mikroprozessor gesteuerten Kontroller zur Steuerung der Wuchtvorrichtung, der zur Berechnung der Unwucht ausgelegt und in der Lage ist, die Kompensationsmassen durch die Betäti-gungsvorrichtung so zu verstellen, dass die durch die Unwucht erzeugten Vibrationen reduziert werden.

Es hat sich in vorteilhafter Weise gezeigt, dass eine Integration der Wuchtvorrichtung in die Röntgenröhre trotz des beengten Raumes in der Röhre möglich ist und auch eine klein bauende Wuchvorrichtung ausreicht, um eventuelle Unwuchten der Röhre auszugleichen. Durch die Integration der Wuchvorrichtung in die Drehanoden-Röntgenröhre in das rotierende System können die auftretenden Schwingungen automatisch korrigiert werden, ohne den Betrieb der Röhre zu unterbrechen. Wenn im Betrieb eine zusätzliche Unwucht auftritt, zu auch nachgewuchtet werden, ohne den Betrieb der Röhre zu unterbrechen. Die durch den Vibrationssensor erfassten Schwingungen werden in dem Kontroller berechnet. Dieser verstellt die Kompensationsringe so, dass die durch die Unwucht erzeugten Vibrationen automatisch reduziert werden. Die Kompenationsgewichte werden dabei nach der an sich bekannten Spreizwinkelmethode verstellt. Es kommt zu keinen unerwünschten Resonanzschwingungen beim Hochfahren auf die Betriebsdrehzahl.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswuchtung der Röntgenröhre in mehreren Ebenen eine Wuchtvorrichtung pro Wuchtebene vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Röntgenröhre kann somit, wenn dies erforderlich ist, auch in mehreren Wuchtebenen ausgewuchtet werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kontroller zur Steuerung der mehreren Wuchtvorrichtungen vorgesehen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtvorrichtung eine Ringwuchtvorrichtung mit einem an dem Vakuumbehälter angeordneten Stator als Bestätigungsvorrichtung und zwei mit dem Rotor verbundenen Wuchtringen als Kompensationsmassen ist. Ringwuchtvorrichtungen mit einem Stator als Bestätigungsvorrichtung und zwei mit dem Rotor verbundenen Wuchtringen als Kompensationsmassen sind zum Auswuchten von Werkzeughaltern, Schleifscheiben und dergl. im Maschinenbau bekannt, siehe DE-PS 4337001. Dabei können die Wuchtringe durch elektromagnetische Kräfte zwischen dem Stator, der entlang einem Teil des Umfangs der Wuchtringe angeordnet ist und eine Vielzahl von Magnetkreisen aufweist, und den Wuchtringen, die eine Vielzahl von Magneten enthalten, nach Wunsch verstellt werden, um eine Unwucht des Rotors zu kompensieren. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass derartige Wuchtsysteme auch bei Drehanoden-Röntgenröhren anwendbar sind und dort trotz der beengten Platzverhältnisse untergebracht werden können.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator auf einer Außenseite der des Vakuumbehälters und die Aktorvorrichtung innerhalb des Vakuumbehälters gegenüber dem Stator angeordnet ist. Prinzipiell könnte auch der Stator im Innern der Röntgenröhre bei der Aktorvorrichtung angeordnet werden. Dadurch, dass der Stator auf einer Außenseite der des Vakuumbehälters und die Aktorvorrichtung innerhalb des Vakuumbehälters gegenüber dem Stator angeordnet ist, wird wird in vorteilhafter Weise dem geringen Platzangebot in der Röntgen röhre Rechnung getragen. Der Abstand zwischen der Aktorvorrichtung und der Wand des Vakuumbehälters kann dabei gering sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationssensor auf einer Außenseite des Vakuumbehälters angeordnet ist. Da die durch eine Unwucht verursachten Schwingungen auf den Vakuumbehälter überfragen werden, ist diese Stelle geeignet, die Schwingungen abzutasten, ohne den Innenraum des Vakuumbehälters durch zusätzliche Geräte zu belasten.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung Magnete an den Kompensationsgewichten und einen auf die Magnete ansprechenden Positionssensor aufweist. Damit ist eine sichere Erfassung der Positionen der Kompensationsgewichte mit geringem Bauaufwand möglich.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Drehzahlerfassungseinrichtung zur Erfassung der Drehzahl des Rotors. Damit kann die Drehzahl des Rotors durch eine wuchtsystemeigene Einrichtung erfasst und bei der Auswertung der Unwuchtgrößen berücksichtigt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlerfassungseinrichtung eine Magneten am Rotor und einen auf den Magneten ansprechenden Drehzahlsensor aufweist. Wie bei der Positionserfassungsrichtung ist auch hier diese Ausgestaltung eine vorteilhafte Lösung, um die Drehzahl ohne zusätzlichen Bauaufwand zu erfassen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor und/oder der Drehzahsensor Hall-Sensoren sind. Derartige Sensoren sind genau, kleinbauend und haben sich bei derartigen Anwendungen als vorteilhaft erwiesen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbehälter ein Glaskolben ist. Die Korrektur der Unwucht die Ursache der Schwingungen ist, erfolgt durch den Glaskolben hindurch durch elektromagnetische Verstellung der Kompensationsringe in dem Aktuator nach der Spreizwinkelmethode. Die Drehzahlerfassung und die Positionserfassung der Kompensationsringe erfolgt ebenfalls durch den Glaskolben hindurch durch Magnete im rotierenden System und außerhalb angebrachte Hallsensoren.

Wuchtapparate arbeiten bisher nach dem Verfahren, daß die Kompensationsmassen solange in eine bestimmte Richtung verstellt oder gespreizt werden, solange die Schwingungen an der Maschine kleiner werden. Werden beim Verstellen der Kompensationsmassen die Schwingungen größer, wird die Verstellrichtung bei der Verstellung der Kompensationsmassen umgekehrt. Es wird solange wie derholt nach diesem Verfahren verstellt, bis bei Erreichen einer vorgegebenen Restunwucht das Auswuchtverfahren beendet wird. Dabei ist nachteilig, daß bei dieser "Try and Error" Methode häufig lange Zeit für das Wuchten erforderlich ist.

Bei Drehanoden-Röntgenröhren kommt wegen der hoher Betriebsdrehzahlen bis zu 20.000 U/min einer zügigen Auswuchtung bereits beim Hochfahren und auch im Betrieb eine besondere Bedeutung zu. Die "Try and Error" Methode nach dem Stand der Technik ist dabei in vielen Fällen unzureichend. Daher ist es des Weiteren erwünscht, ein Verfahren zum Auswuchten der Drehanoden-Röntgenröhre nach der Erfindung bereitzustellen, durch das die Auswuchtung der Röntgenröhre beschleunigt und genauer gemacht werden kann.

Dazu ist ein Auswuchten der Röntgenröhre nach der Erfindung bzw. nach den vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass

(a) die Kompensationsmassen in ihre Nullpositionen gebracht werden, in denen sich die von ihnen erzeugten Unwuchtvektoren gegnseitig aufheben, daß
(b) in an sich bekannter Weise der dann vorhandene Unwuchtvektor nach Größe und Richtung gemessen wird, daß
(c) wenigstens eine der Kompensationsmassen um einen beliebigen Winkel a oder ihr Abstand von der Rotationsachse verstellt wird, wobei eine zusätzliche Unwucht mit einem Kalibrierungs-Unwuchtvektorerzeugt wird, daß
(d) der Winkel a oder die Verstellung des Abstandes erfaßt wird, daß
(e) in an sich bekannter Weise der dann vorhandene Gesamt-Unwuchtvektor nach Größe und Richtung gemessen wird, daß
(f) aus dem Unwuchtvektor und dem Gesamt-Unwuchtvektor ein Kalibrierungs-Unwuchtvektor berechnet wird, wobei das System aus Wuchtapparat und Rotationskörper kalibriert ist, und daß
(g) die Kompensationsmassen aus den Nullpositionen derart verfahren werden, daß der Unwuchtvektor V kompensiert wird. Die Eichung erfolgt daher im wesentlichen durch das Erzeugen eines Unwuchtvektors durch eine definierte Verstellung einer Kompensationsmasse um einen Winkel a oder um einen bestimmten Abstand von der Rotationsachse. Die Identifikation der Übertragungscharakteristik erfolgt somit geziehlt und automatisch im Gegensatz zu dem "Try and Error" Prinzip bei bekannten Auswuchtsystemen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) bei einem Wuchtvorgang die Verstellung der Kompensationsmassen aus den Nullpositionen nach Verstellrichtung und/oder Verstellweg gespeichert wird, und daß die Kompensationsma ssen dadurch in die Nullpositionen gebracht werden, daß sie um den jeweils gespeicherten Verstellweg in entgegengesetzter Verstellrichtung zurück bewegt werden. Dabei ist vorteilhaft, daß für die Durchführungen dieses Verfahrens keine zusätzlichen Hardwarevoraussetzungen geschaffen werden müssen.

Ein vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) Verstellrichtung und/oder Verstellweg der Kompensationsmassen über eine Encodereinrichtung erfaßt wird. Damit können in vorteilhafter Weise die Ist-Positionen, daß heißt die absoluten Positionen nach Verstellweg und -richtung, erfaßt werden, so daß eine Rückführung der Kompensationsmassen in Nullpositionen entsprechend durchgeführt werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (c) der Verstellwinkel über eine Encodereinrichtung erfaßt wird.

Im Schritt (a) kann die Verstellrichtung und/oder der Verstellweg der Kompensationsmassen über einen an der Verstelleinheit angeordneten Schrittgeber erfaßt wird. Alternative kann im Schritt (a) der Verstellweg der Kompensationsmassen über die Zeitdauer der Verstellbewegung und die Verstellrichtung über die Drehrichtung der Verstelleinheit erfaßt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass im Schritt (a) der Verstellweg über die Stromaufnahme der Verstellung der Kompensationsmassen und die Verstellrichtung über die Drehrichtung der Verstelleinheit erfaßt wird.

Im Schritt (a) können die Kompensationsmassen solange verfahren werden, bis durch zwei einander gegenüberliegende Sensoren festgestellt wird, daß die Kompensationsmassen bei den Sensoren liegen. Durch die Sensoren wird somit erfaßt, wenn die Kompensationsmassen um 180° gegeneinander versetzt sind bzw. die Positionen 0° und 180° einnehmen.

Im Schritt (c) kann der Verstellwinkel über einen an der Verstelleinheit angeordneten Schrittge-ber oder über die Zeitdauer der Verstellbewegung oder über die Stromaufnahme bei der Verstellung erfaßt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Darstellung einer Drehanoden-Röntgenröhre mit einer Wuchvorrichtung;
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Auswuchten der Drehanoden-Röntgenröhre nach der Erfindung; und
3 eine schematische Darstellung einer Drehanoden-Röntgenröhre mit je einer Wuchvorichtung in zwei Wuchtebenen.
In 1 ist eine Drehanoden-Röntgenröhre 2 zur Erzeugung von Röntgenstrahlen mit einer stationären Kathode 4 und einer auf einem Motor betriebenen Rotor 6 angeordnete Drehanode 8, wobei die Kathode 4 und die Drehanode 8 in einem Vakuumbehälter bzw. einem Glaskolben 10 untergebracht sind. Der Rotor 6 mit der Drehanode 8 sitzen auf einer motorbetriebenen Antriebswelle 12, die über Kugellager 14, 16, 18, 20 drehbar gelagert ist. Derartige Drehanoden-Röntgenröhren sind dem Stand der Technik bekannt.
Die in 1 gezeigte Drehanoden-Röntgenröhre nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine Wuchtvorrichtung, die in die Röntgenröhre 2 integriert ist und die eine mit dem Glaskolben verbundene Betätigungsvorrichtung 22 und eine mit dem Rotor 6 verbundene Aktorvorrichtung 24 mit wenigstens zwei mit der Betätigungsvorrichtung 22 gegeneinander winkelmäßig verstellbaren Kompensationsgewichten aufweist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Wuchtvorrichtung eine sog. Ringwuchtvorrichtung mit einem außen angeordneten Stator als Betätigungsvorrichtung 22 und zwei mit dem Rotor verbundenen Wuchtringen als Kompensationsmassen. Der Stator ist dabei auf der Außenseite des Glaskolbens und die Aktorvorrichtung an der Innenseite des Glaskolbens gegenüber dem Stator angeordnet, wobei ein Luftspalt zwischen der Aktorvorrichtung und der Innenseite des Glaskolbens vorhanden ist.
Ein Vibrationssensor 26 zur Erfassung von Schwingungen der Röntgenröhre ist auf der Außenseite des Glaskolbens angeordnet. Eine Positionserfassungseinrichtung, die Magnete an den Kompensationsmassen und einen auf die Magnete ansprechenden Positionssensor (nicht gezeigt) aufweist, dient zur Erfassung der Position der Kompensationsmassen. Eine Drehzahlerfassungseinrichtung (nicht gezeigt) zur Erfassung der Drehzahl des Rotors ist vorgesehen und weist einen Magneten am Rotor und einen auf den Magneten ansprechenden Drehzahlsensor auf. Der Positionssensor und der Drehzahlsensor können Hall-Sensoren sein.
Der Vibrationssensor 26 und die Betätigungsvorrichtung 22 sowie die Positionserfassungseinrichtung und die Drehzahlerfassungseinrichtung sind mit einem Mikroprozessor gesteuerten Kontroller 28 gekoppelt, der zur Steuerung der Wuchtvorrichtung vorgesehen ist. Dazu wird in dem Kontroller 28 die Unwucht berechnet, und es werden durch die Betätigungsvorrichtung 22 die Kompensationsringe bzw. -massen so verstellt, dass die durch die Unwucht erzeugten Vibrationen reduziert werden.
Zunächst werden die in dem automatischen Wuchtapparat vorhandenen Kompensationsmassen m1, m2 in neutrale Nullpositionen gefahren, wobei die Kompensationsmassen m1, m2 um 180° versetzt einander gegenüber liegen. Die Tatsache, daß die Kompensationsmassen m1, m2 in den Nullpositionen liegen, wird durch Sensoren S1, S2 festgestellt. Die Ausgangssignale der Sensoren S1, S2 werden an eine Haupt-Steuerungseinrichtung abgegeben, worauf diese veranlaßt, daß eine Meß schaltung den Vektor V1 erfaßt, der die tatsächliche Unwucht des Systems aus Wuchtapparat und Rotationskörper darstellt. Nachdem V1 gemessen ist, wird wenigstens eine der Kompensationsmassen um einen Winkel a verstellt, was durch die Kompensationsmasse m2* dargestellt ist. Durch die Verstellung der Kompensationsmasse m2* um den Winkel a wird eine zusätzliche Unwucht mit dem Unwuchtvektor V2 erzeugt. Der Winkel b ist der Winkel zwischen dem Unwuchtvektor V1 und dem Unwuchtvektor V3, der sich aus der Verstellung der Kompensationsmasse m2* ergibt. Der Wert des Winkels a wird in dem Wuchtapparat erfaßt und gespeichert.
Der resultierende Vektor V2 bildet zusammen mit der vorhandenen Unwucht eine Gesamt-Unwucht mit dem Gesamt-Unwuchtvektor V3, der nach Größe und Richtung gemessen wird. Eine Rechenschaltung in dem Wuchtapparat errechnet aus dem resultierenden Vektor V3 und dem Unwuchtvektor V1 den resultierenden Unwuchtvektor V2 nach der Formel: V2 = V3 – V1.
Damit ist bekannt, welcher Unwuchtvektor V2 durch die Bewegung der Kompensationsmasse m2 um den Winkel a zur Folge hat, und diese Werte können benutzt werden, um die Positionen zu errechnen, in die die Kompensationsmassen gezielt verfahren werden müssen, um die vorhandene Unwucht V1 zu kompensieren.
Bei einer Verstellen des Abstandes der Kompensationsmasse von der Rotationsachse wird das System analog kalibriert, was keiner näheren Erläuterung bedarf.
Durch die Verstellung der Kompensationsmasse m2 um einen bekannten Winkelbetrag oder durch Verstellen des Abstandes der Kompensationsmasse von der Rotationsachse wird das System aus Wuchtapparat und Rotationskörper kalibriert und zwar in relativen Größen. Die Phasenverschiebung und die Dämpfung der Schwingungsamplitude des Systems werden ebenfalls durch diesen Kalibrierungsvorgang erfaßt. Es entfällt damit die "Try and Error" Methode nach dem Stand der Technik, und die Kompensationsmassen können gezielt in die richtigen Positionen gefahren werden.
Ist es erforderlich, in mehreren Ebenen auszuwuchten, was von der Massenverteilung des rotierenden Teils der Röntgenröhre abhängt, werden je ein Wuchtapparat in Beziehung zu jeder der Wuchtebenen angeordnet. Das Auffinden der Wuchtebenen wird von dem Fachmann bekannter Weise durchgeführt.
3 zeigt beispielhaft eine Drehanoden-Röntgenröhre nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Auswuchten in zwei Ebenen. Die Drehanoden-Röntgenröhre umfasst eine erste Wucht vorrichtung und eine zweite Wuchtvorrichtung, die in die Röntgenröhre 102 integriert sind und eine erste mit dem Glaskolben verbundene Betätigungsvorrichtung 122, eine zweite mit dem Glaskolben verbundene Betätigungsvorrichtung 222, eine erste mit dem Rotor 106 verbundene Aktorvorrichtung 124 und eine zweite erste mit dem Rotor 106 verbundene Aktorvorrichtung 224 mit jeweils wenigstens zwei mit den Betätigungsvorrichtungen 122, 222 gegeneinander winkelmäßig verstellbaren Kompensationsgewichten aufweisen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Wuchtvorrichtungen sog. Ringwuchtvorrichtung mit zwei außen angeordneten Statoren als Betätigungsvorrichtung 122, 222 und vier (zwei in jeder Ebene) mit dem Rotor verbundenen Wuchtringen als Kompensationsmassen. Die Statoren sind dabei auf der Außenseite des Glaskolbens und die Aktorvorrichtungen an der Innenseite des Glaskolbens gegenüber dem jeweiligen Stator angeordnet, wobei ein Luftspalt zwischen der Aktorvorrichtung und der Innenseite des Glaskolbens vorhanden ist.
Ein Vibrationssensor 126 zur Erfassung von Schwingungen der Röntgenröhre ist auf der Außenseite des Glaskolbens angeordnet. Eine Positionserfassungseinrichtung, die Magnete an den Kompensationsmassen und einen auf die Magnete ansprechenden Positionssensor (nicht gezeigt) aufweist, dient zur Erfassung der Position der Kompensationsmassen. Eine Drehzahlerfassungseinrichtung (nicht gezeigt) zur Erfassung der Drehzahl des Rotors ist vorgesehen und weist einen Magneten am Rotor und einen auf den Magneten ansprechenden Drehzahlsensor auf. Der Positionssensor und der Dreh-zahlsensor können Hall-Sensoren sein.
Der Vibrationssensor 126 und die Betätigungsvorrichtungen 122, 222 sowie die Positionserfassungseinrichtung und die Drehzahlerfassungseinrichtung sind mit einem Mikroprozessor gesteuerten Kontroller 128 gekoppelt, der zur Steuerung der Wuchtvorrichtungen vorgesehen ist. Dazu wird in dem Kontroller 128 die Unwucht in der jeweiligen Wuchtebene berechnet, und es werden durch die Betätigungsvorrichtungen 122, 222 die Kompensationsringe bzw. -massen so verstellt, dass die durch die Unwucht erzeugten Vibrationen reduziert werden.
Wie oben für den Fall einer Ausgleichsebene beschrieben werden die Kompensationsmassen zunächst in die Neutralsposition gestellt. Nacheinander werden die jeweiligen Kompensationsmassen in den jeweiligen Ebenen in eine definierte Lage verstellt. Aus der Messung des Einflusses der Verstellung der Kompensationsmasse auf die Vibration in der jeweiligen Messebene werden unmittelbar die Einfluss-koeffizienten bestimmt. Die so bestimmten Einfusskoeffizienten werden dann wie oben beschrieben zur Berechnung der Ausgleichspositionen der Kompensationsmassen verwendet.

Claims

Drehanoden-Röntgenröhre zur Erzeugung von Röntgenstrahlen mit einer stationären Kathode und einer auf einem moterbetriebenen Rotor angeordnete Drehanode, wobei die Kathode und die Drehkanode in einem Vakuumbehälter untergebracht sind, gekennzeichnet durch: wenigstens eine Wuchtvorrichtung, die in die Röntgenröhre integriert ist und umfaßt: eine mit dem Vakuumbehälter verbundene Betätigungsvorrichtung und eine mit dem Rotor verbundene Aktorvorrichtung mit wenigsten zwei mit der Betätigungsvorrichtung gegeneinander winkelmäßig verstellbaren Kompensationsmassen aufweist, einen Vibrationssensor zur Erfassung von Schwingen der Röntgenröhre, eine Positionserfassungseinrichtung zur Erfassung der Positionen der Kompensationsmassen, und durch einen mit der Wuchtvorrichtung gekoppelten mit einen Mikroprozessor gesteuerten Kontroller zur Steuerung der Wuchtvorrichtung, der zur Berechnung der Unwucht ausgelegt und in der Lage ist, die Kompensationsringe durch die Betätigungsvorrichtung so zu verstellen, dass die durch die Unwucht erzeugten Vibrationen reduziert werden.
Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswuchtung der Röntgenröhre in mehreren Ebenen eine Wuchtvorrichtung pro Wuchtebene vorgesehen ist.
Röntgenröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kontroller zur Steuerung der mehreren Wuchtvorrichtungen vorgesehen ist.
Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtvorichtung eine Ringwuchtvorrichtung mit einem an dem Vakuumbehälter angeordneten Stator als Bestätigungsvorrichtung und zwei mit dem Rotor verbundenen Wuchtringen als Kompensationsmassen ist.
Röntgenröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator auf einer Außenseite des Vakuumbehälters und die Aktorvorrichtung innerhalb des Vakuumbehälters gegenüber dem Stator angeordnet ist.
Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Vibrationssensor(en) auf einer Außenseite des Vakuumbehälters angeordnet ist/sind.
Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung(en) Magnete an den Kompensationsgewichten und einen auf die Magnete ansprechenden Positionssensor aufweist/aufweisen.
Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Drehzahlerfassungseinrichtung zur Erfassung der Drehzahl des Rotors.
Röntgenröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlerfassungseinrichtung eine Magneten am Rotor und einen auf den Magneten ansprechenden Drehzahlsensor aufweist.
Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor und/oder der Drehzahlsensor Hall-Sensoren sind.
Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbehälter ein Glaskolben ist.
Verfahren zum Auswuchten einer Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Kompensationsmassen in ihre Nullpositionen gebracht werden, in denen sich die von ihnen erzeugten Unwuchtvektoren gegenseitig aufheben, daß (b) in an sich bekannter Weise der dann vorhandene Unwuchtvektor nach Größe und Richtung gemessen wird, daß (c) wenigstens eine der Kompensationsmassen um einen beliebigen Winkel a oder ihr Abstand von der Rotationsachse verstellt wird, wobei eine zusätzliche Unwucht mit einem Kalibrierungs-Unwuchtvektorerzeugt wird, daß (d) der Winkel a oder die Verstellung des Abstandes erfaßt wird, daß (e) in an sich bekannter Weise der dann vorhandene Gesamt-Unwuchtvektor nach Größe und Richtung gemessen wird, daß (f) aus dem Unwuchtvektor und dem Gesamt-Unwuchtvektor ein Kalibrierungs-Unwuchtvektor berechnet wird, wobei das System aus Wuchtapparat und Rotationskörper kalibriert ist, und daß (g) die Kompensationsmassen aus den Nullpositionen derart verfahren werden, daß der Unwuchtvektor V kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) bei einem Wuchtvorgang die Verstellung der Kompensationsmassen aus den Nullpositionen nach Verstellrichtung und/oder Verstellweg gespeichert wird, und daß die Kompensationsmassen dadurch in die Nullpositionen gebracht werden, daß sie um den jeweils gespeicherten Verstellweg in entgegengesetzter Verstellrichtung zurückbewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) Verstellrichtung und/oder Verstellweg der Kompensationsmassen über eine Encodereinrichtung erfaßt wird.
Verfahrens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (c) der Verstellwinkel über eine Encodereinrichtung erfaßt wird.