DE102005060240A1

DE102005060240A1 - Strahlungsemissionsvorrichtung mit geschmiertem Lager und Verfahren für deren Herstellung

Info

Publication number: DE102005060240A1
Application number: DE102005060240A
Authority: DE
Inventors: Thomas Saint-Martin; Thierry Godart; Jean-Marie Penato; Frédéric Dahan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2006-06-22
Also published as: FR2879807A1; JP2006179484A; FR2879807B1; JP4897280B2; US20060133578A1; US7386094B2

Abstract

Zum Füllen einer Kammer (12) zum Haltern einer Rotationswelle (7) einer rotierenden Anode (4) in einer Röntgenröhre (1) wird ein Ventil (16) geschaffen. Das Ventil (16) besitzt eine auf einem Sitz gelagerte Nadel (17). Die Nadel (17) hält ein Vakuum in der Röhre aufrecht. Eine Pinole (20) kann mit dem Ventil (16) in Eingriff gebracht werden. Die Pinole (20) ist hohl und besitzt einen Hohlraum (21). Dieser Hohlraum (21) kann mit dem Vakuum oder mit einer Flasche unter Vakuum, die mit einer Schmierungsflüssigkeit gefüllt ist, verbunden werden. Die Pinole (20) wird zum Betätigen der Nadel (17) verwendet. Die Pinole (20) liegt ferner auf einem Rand des Ventils (16) über ein O-Ring-Übergangsteil auf. Dieses Übergangsteil hält das Vakuum aufrecht, wenn die Nadel (17) angehoben ist und wenn die Röhre (1) unter Vakuum (21) mit der Pinole (20) verbunden ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die Anmeldung beansprucht die Priorität aus der Französischen Anmeldung No. 04 53132, eingereicht am 21. Dezember 2004, deren gesamte Inhalte hiermit durch Bezugnahme beinhaltet sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Strahlungsemissionsvorrichtung, insbesondere eine Drehanoden-Röntgenröhre mit verbessertem Lager und ein Verfahren für deren Herstellung gerichtet. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in der medizinischen Bildgebung und auch auf dem Gebiet zerstörungsfreier Prüfungen verwendet werden, wenn Hochleistungs-Röntgenröhren eingesetzt werden.
In der Radiologie werden Röntgenstrahlen durch eine mit einer auf einer Welle rotierenden Anode versehene Elektrodenröhre erzeugt. Ein zwischen der Kathode und der Anode erzeugtes starkes elektrisches Feld bewirkt, dass von der Kathode emittierte Elektronen unter Erzeugung von Röntgenstrahlen auf die Anode auftreffen. Für diese Röntgenstrahlenemission wird die positive Polarität an die Anode über die Welle angelegt, und die negative Polarität wird an die Kathode angelegt. Die Einheit wird insbesondere durch dielektrische Teile oder durch einen Gehäuse der Elektronenröhre isoliert. Dieses Gehäuse kann teilweise aus Glas bestehen.
Wenn die Röhre mit hoher Leistung betrieben wird, hat der Aufprall der Elektronen auf der Anode den Effekt einer anormalen Erwärmung dieser Anode. Wenn die Leistung übermäßig hoch ist, kann die Emitterspur der Anode verschlechtert und mit Aufpralllöchern erodiert werden. Um eine derartige Überhitzung zu vermeiden, wird die Anode gedreht, so dass dem Elektronenstrahl eine konstant neue und konstant kalte Oberfläche präsentiert wird.
Ein Motor der Röhre dreht daher die Welle der Anode frei in einem mechanischen Lager. Diese Welle ist in einer Anodenkammer untergebracht. Die Anodenkammer ist selbst in einem Träger der Anode ausgebildet. Einerseits wird das Lager von dem Anodenträger gehalten und andererseits hält es die Welle der Anode.

In der Praxis und in der großtechnischen Herstellung besitzt dieses Lager klassische Kugellager im Gegensatz zu den nur wenig eingesetzten Magnetlagern. Das von den rotierenden Anoden aufgeworfene Problem ergibt sich aus dem schnellen Verschleiß der Metallbeschichtung der Kugeln während der Rotation der Welle in dem Lager. Die Betriebslebensdauer beträgt dann etwa 100 Stunden, was eine Nutzungsdauer der Röhre von etwa sechs Monaten bis ein Jahr ergibt. Zur Überwindung dieses Problems wurde vorgeschlagen, die Kugeln mit Metall, Blei oder Silber in der Form einer dünnen Schicht zu beschichten. Um diesen vorzeitigen Verschleiß der Metallbeschichtung zu reduzieren, wurde in der bekannten Technik ein Schmierfilm auf der Grenzfläche zwischen den Oberflächen der Kugeln und der Welle, zwischen dem Lager und der Welle der Anode aufgebracht. Zu diesem Zweck wird das Innere der Kammer mit einer auf Gallium-Indium-Zinn basierenden Flüssigkeit gefüllt. Eine solche Flüassigkeit wird gewählt, da sie den Reibungskoeffizienten verbessert, das Geräusch der Stöße zwischen den Kugeln reduziert und die Wärmeübertragung aufgrund der Erhitzung der Anode zu dem festen Teil entweder durch Konvektion oder Leitung verbessert. Andere Schmierflüssigkeiten werden nicht gewählt, da sie schlechte Entgasungseigenschaften aufweisen.

Die Verwendung der auf Gallium-Indium-Zinn basierenden Legierung hat sich als eine Quelle von Schwierigkeiten herausgestellt. Tatsächlich wird diese Legierung, welche bei Umgebungstemperatur (beginnend bei 10 °C) flüssig ist, sehr schnell bei Kontakt mit Luft oxidiert. Dieses Oxid ist fest und nimmt die Form eines Oberflächenfilms innerhalb einer sehr kurzen Zeit von etwa ein bis zwei Minuten an. Dieses bedeutet, dass jede großtechnische Handhabung dieser Flüssigkeit mit bestimmten Vorkehrungen in einer neutralen Atmosphäre oder unter Vakuum auszuführen ist. Außerdem besitzt dieser Film keine Schmierungsqualität – und ist sogar weit davon entfernt. Gallium ist ferner hochkorrosiv. Wenn dieses Gemisch gehandhabt werden müsste, könnte selbst im Labor Flüssigkeit verschüttet werden oder austreten oder überlaufen, was Pfützen oder Ablagerungen auf der Handhabungsoberfläche ergibt. Es wäre dann extrem schwierig, all diese Pfützen oder Ablagerungen in einem Weißraum, insbesondere in einem in der Herstellung befindlichen System (in dem Gehäuse der Röhre) zu entfernen. Tatsächlich erscheinen, wenn Verschmutzungen abgewischt werden, diese innerhalb ein paar Sekunden in der Form weiterer bräunlicher Verschmutzungen an der Position, welche gerade (jedoch nicht vollständig) gereinigt wurde. Der Zu stand des Raums erfüllt dann nicht die Anforderungen einer Qualitätsfertigung.

Die Schwierigkeiten sind damit von zweierlei Art: die Handhabung der Legierung im Labor oder der Fabrik selbst und deren Einführungsart unter Vakuum in das Lager während der Herstellung der Röhre. Ferner kann sich die Reinheit dieser Flüssigkeit trotz ihres Beitrags zu der Schmierung des Lagers in Verbindung mit den Kugeln des Lagers im Verlauf der Zeit verschlechtern und schließlich wie in dem Falle der Beschichtung der Kugeln jeden Effekt verlieren.

In der derzeitigen und zukünftigen Radiologie nimmt die von Elektronenröhren benötigte Leistung zu, um die Diagnose zu verbessern. Diese Leistungszunahme erhöht das Gewicht der Anode auf 6 bis 8 Kilogramm. Demzufolge werden die Effekte innerhalb des Lagers kritisch. Ferner wird zur Verwendung in der Computertomographie mit einer kontinuierlichen Drehung bei zwei Umdrehungen pro Sekunde das Lager einer Beschleunigung von etwa 8 G unterworfen. Drehzahlen von drei bis vier Umdrehungen pro Sekunde werden für die Zukunft angenommen. Demzufolge kann die Betriebslebensdauer des Lagers und damit der Röhre mit den Kugeln und der Flüssigkeit zeitlich beschränkt sein. Tatsächlich kann die Flüssigkeit ihre Eigenschaften und daher ihre Qualitäten verlieren, sobald und wenn eine Erwärmung und Reibung innerhalb des Lagers auftritt.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine Strahlungsemissionsvorrichtung, wie z.B. eine Röntgenröhre, die ein Gehäuse aufweist in dem Röntgenstrahlen erzeugt werden. In dem Gehäuse sind eine Kathode, eine der Kathode gegenüberliegend angeordnete und auf einer Welle rotierende Anode und ein Anodenwellenträger angeordnet, wobei der Träger eine Kammer zum Halten der Welle der Anode aufweist. Die Kammer besitzt eine Einrichtung zum Füllen oder Pumpen, wie z.B. einen Kanal, ein Loch oder eine Öffnung, um das Füllen oder Entleeren der Kammer mit einem Schmierungsfluid zu ermöglichen. Der Kanal oder das Loch oder die Öffnung ist mit einem Einbauventil versehen, welches eine in dem Ventil verschiebbare Verschlussnadel aufweist. Eine entfernbare Pinolenerfassung ist an der Nadel befestigt, wobei die Pinole hohl und mit einer Einrichtung zum Betätigen der Nadel versehen, die Pinole ist mit einem O-Ring-Übergangsteil versehen, und/oder die Nadel mit einem Umfangsübergangteil versehen ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Einbringen einer Schmierungsflüssigkeit in die Kammer einer Strahlungsemissionsvorrichtung wie z.B. einer Röntgenröhre.

Das Verfahren beinhaltet das Einbringen der Pinole in die Nadel, wobei das Übergangsteil der Pinole gegen die Wand des Loches oder der Öffnung angelegt wird. Ein Vakuum wird in einem mit einem Hohlraum der Pinole verbundenen Hohlraum der Nadel während die Pinole angebracht ist, erzeugt. Die Pinole wird nochmals betätigt, um die Nadel aus dem Kanal oder Loch oder Öffnung zu bewegen, und ein flüssiges Fluid wird dazu gebracht, unter Vakuum in die Kammer über die zwei wechselseitig verbundenen Hohlräume der Pinole und der Nadel einzuströmen

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine Ausführungsform der Erfindung wird klarer aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Figuren ver ständlich. Diese Figuren werden nur zur Darstellung angegeben und schränken in keiner Weise den Schutzumfang der Erfindung ein. Von diesen Figuren ist bzw. sind:
1 eine schematische Querschnittsansicht einer Röntgenröhre gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 eine detaillierte Ansicht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und deren Pinole; und
3 bis 6 eine Ausführungsform des Verfahrens zum Füllen der Kammer.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer ersten Ausführungsform ist zur Lösung der Handhabung der Flüssigkeit ein Loch oder eine Öffnung, die geschlossen und geöffnet werden können, in der Kammer des Anodenträgers ausgebildet. Diese Öffnung ermöglicht das Füllen der Kammer. Die Öffnung ist mit einem in dem Träger zu der Außenseite des Gehäuses hin ausgebildeten Kanal verbunden. In diesem Falle kann das flüssige Schmiermittel unter Vakuum in die Kammer zu jedem Zeitpunkt, einschließlich dem nach dem Aufbau der Röhre eingeführt werden.
Diese Lösung bereitet jedoch Schwierigkeiten in der Ausführung der Wiederholung der Füll/Leerungs-Zyklen. Tatsächlich ist es erforderlich, innerhalb des Gehäuses der Röhre ein Vakuum zu gewährleisten, und dieses muss vor, während und nach den Füllungs- oder Entleerungsvorgängen der Flüssigkeit in der Kammer geschehen. Es ist daher erwünscht, ein der Öffnung entsprechendes Stopfmaterial der Röhre zu entfernen oder zu erzeugen oder anderweitig ein klassisches Teil, wie zum Beispiel einen Stopfen zu entfernen, der entlang der Wand des Gehäuses an einer Position des Trägers der Anodenwelle geschraubt oder gelötet sein kann. Obwohl diese Handhabungsvorgänge, welche das Abschrauben oder Ablöten des Stopfens beinhalten, ausführbar sind, sind sie schwierig. Außerdem können sie zu einem Kontakt zwischen der Umgebungsluft und dem Gemisch aus Gallium, Indium und Zinn führen, und daher leicht die Risiken einer Verschmutzung der Kammer der Röhre beinhalten. Diese Verschmutzung beendet schließlich die Rotation der Anode.
Somit kann die Verwendung einer Flasche zur Befüllung unter Schwerkraft und die Verwendung des Stopfmaterials oder eines einfachen Stopfens für die Vorgänge eines Vakuumaufbaus und zum Verschließen der Öffnung immer noch zu viele Unvollkommenheiten, insbesondere beim Erzielen eines Vakuums und Einbringen des Gallium-Indium-Zinn-Gemischs beinhalten.
Eine Ausführungsform der Erfindung schlägt ein Ventil mit zwei Teilen vor. Ein erstes Teil ist ein am dem Einlass eines Kanals eingeführtes Füllventil. Der Kanal verläuft von der Außenseite der Wand der Röhre zu einer Trägerkammer der Anodenwelle. Das Ventil weist eine Nadel auf, die in einem Ventil insbesondere mittels einer Feder verschoben werden kann. Die Nadel dient zum Verschließen des Ventils. Als zweites Teil besitzt die Vorrichtung eine entfernbare Pinole, die an der Nadel befestigt wird. Die Pinole dient zum Betätigen der Nadel in dem Ventil. Somit öffnet oder schließt die Nadel abhängig von ihrer Position mittels der Betätigungseinheit das Loch, und ermöglich dadurch den Eintritt des Schmierungsfluids in die Kammer oder nicht.
Die Pinole hat die zusätzliche Eigenschaft, hohl zu sein. Das Schmierungsfluid kann daher in die Pinole strömen. Die Verbindung einer Befüllungsflasche mit der Pinole unter Vakuum führt zu dem Ergebnis, bei dem das Schmierungsfluid unter optimalen Bedingungen von Strömungsrate und Vakuumdichte unter gleichzeitiger perfekter Führung strömt. Die von dem Ventil, der Pinole und Nadel gebildete Anordnung erzeugt ein integrales System, das besonders einfach während der Vorgänge des Pumpens oder Füllens der Flüssigkeit in der Kammer zu implementieren ist. Die Pinole welche entfernbar ist, kann auch leicht nach einem ersten Einsatz in Kontakt mit dem Gallium-Indium-Zinn-Gemisch durch eine andere ähnliche und vollständig unbenutzte Pinole ersetzt werden. Die Füllung wird somit zu einem vollständig großtechnischen Vorgang.
1 stellt eine Röntgenröhre 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. Die Röhre 1 besitzt ein Gehäuse 2. Beispielsweise ist das Gehäuse 2, das durch eine Wand 3 der Röhre 1 begrenzte. Die Röhre 1 besitzt auch eine Drehanode 4. Die Drehanode 4 ist so angeordnet, dass sie einer Kathode 5 gegenüberliegt. Innerhalb des Gehäuses 2 der Röhre 1 befindet sich ein Motor 6 für den Rotationsantrieb der Anode 4. Die Anode 4 besitzt eine Anodenwelle 7. Die Kathode 5 ist so angeordnet, dass sie einer Anodenspur 8 gegenüberliegt. Wenn die Anode 4 mit hoher Spannung betrieben wird, werden Elektronen aus der Kathode 5 freigesetzt und unter der Wirkung eines starken elektrischen Feldes treffen sie auf die Anodenspur 8 auf. Unter der Auswirkung dieses Aufpralls emittiert die Anodenspur 8, welche von einem Röntgenemittierenden Material ausgebildet wird, Röntgenstrahlen 9. Die Röntgenstrahlen 9 treten aus der Röhre 1 durch ein in der Wand 3 ausgebildetes Fenster 10 aus. Das Fenster 10 besteht beispielsweise aus Glas oder einem Röntgen-transparenten Materi al. Es ist luftdicht. Das so ausgebildete Gehäuse 2 wird in herkömmlicher Weise, insbesondere über ein (nicht dargestelltes) Absaugloch, das anschließend durch ein Stopfenmaterial blockiert wird, unter Vakuum gesetzt.
Um die Anode 4 am Drehen zu halten, ist die Röhre mit einem Anodenträger 11 ausgestattet. Dieser Träger 11 ist hohl und besitzt eine Kammer 12. In der Kammer 12 halten Kugel- oder Gleitlager 13 die Anode 4 durch den Träger 11 fest. Um die Probleme der Schmierung und des Abtransports der Wärme aus der Rotation der Anode 4 zu lösen, kann die Kammer 12 mit einer Gallium-Indium-Zinn-Flüssiglegierung gefüllt werden. Die Hinzufügung einer Einrichtung, wie z.B. eines Kanals, oder einer Öffnung oder eines Loches 15, das erstens in die Kammer 12 hinein und zweitens aus der Röhre heraus führt, macht es möglich, die Kammer 12 zu füllen oder abzupumpen und/oder zu entleeren. Dieses Füllen ist nach dem Aufbau der Röhre 1 möglich und erhöht die Erfolgsrate des Füllvorgangs. Jedoch beinhalten selbst in diesem Falle die Verwendung einer Flasche für die Befüllung unter Schwerkraft der Kammer 12 und die Verwendung eines Stopfmaterials oder eines einfachen Stopfens oder Anschlags für Vorgänge, die den Aufbau eines Vakuums und einem Verschluss des Kanals 15 umfassen, noch zu viele Unvollkommenheiten und Risiken der Verschmutzung der Röhre 1 durch Oxide in dem Gallium-Indium-Zinn-Gemisch.
Eine Ausführungsform der Erfindung überwindet dieses Problem, indem das Außenende des Kanals 15 der Kammer 12 mit einem Ventil 16 versehen wird. Das im Detail in 2 dargestellte Ventil 16 weist eine Nadel 17 auf, die in der Lage ist, sich in dem Ventil 16 zu bewegen. In einem Beispiel wird für diesen Zweck die Nadel 17 in einer Translationsbewegung geführt, indem sie in einen Mantel 18 des Ventils 16 ge schraubt wird. Der Mantel 16 ist bevorzugt in eine entsprechende Bohrung in der Wand 19 des Ventils 16 (1) eingeschraubt oder eingepresst. In einem speziellen Beispiel besteht der Mantel 18 aus einem hoch widerstandsfähigen Material auf der Basis von Titan, Zirkon und Molybdän. Die Nadel 17 besteht aus einem Material auf der Basis von Tantal, Niob und Titan.
Das Ventil 16 besitzt auch eine Pinole 20. Die Pinole 20 entspricht einem ziemlich geradlinigen Werkzeug, könnte jedoch beispielsweise auch einer gekrümmten Form folgen. Die Pinole 20 ist hohl und besitzt zu diesem Zweck einen Hohlraum 21. In einer Variante weist die Pinole 20 eine im Allgemeinen kreiszylindrische Form auf, wobei der Hohlraum 21 auf jeder Seite entlang einer Mittenachse des runden Zylinders ausgebildet ist. Zur Befestigung auf der Nadel 17 weist die Pinole bevorzugt ein Gewinde 22 (welche in diesem Falle ein Außengewinde ist) an einem seiner Enden auf. Das Gewinde 22 ist für einen Eingriff in ein komplementäres (Innen)-Gewinde 23 ausgelegt, das in der Nadel 17 ausgebildet ist. Jedes andere System zur Befestigung der Nadel an der Pinole kann in Betracht gezogen werden, beispielsweise in einer Variante, welche einen elastischen Eingriffsmechanismus verwendet.
Die Nadel 17 ist hohl und weist einen Hohlraum 24 auf. Der Hohlraum 24 ist zylindrisch und hierin zu dem Gewinde 23 ausgerichtet. Der Hohlraum 24 öffnet sich auf der Seite der Nadel 17 nach außen, die die Pinole 20 aufnimmt. Auf der anderen Seite der Nadel 17 ist der Hohlraum 24 durch einen konischen oder kugeligen Kopf 25 verschlossen. Der Kopf 25, welcher starr ist kann auch auf einen Sitz 26, nämlich einer verschmälerten Einrichtung des Kanals 15 des Mantels 18 aufliegen, um somit dieses Loch zu blockieren, wenn er eben auf diesem Sitz 26 aufliegt. Der Hohlraum 21 der Pinole 20 steht mit dem Hohlraum 24 der Nadel 17 in Verbindung. Das für den konischen Kopf 25 der Nadel 17 verwendete Material ist weich, um sich diesen Sitz 26 des Mantels 18 anzupassen und gleichzeitig hoch beständig gegen Korrosion durch die Indium-Kalium-Zinn-Flüssigkeit.
Um sicherzustellen, dass das Vakuum aufrecht erhalten bleibt, wenn die Nadel 17 entfernt wird, weist die Pinole 20 ungefähr in mittiger Höhe eine Schulter 27 auf, die durch eine zusätzliche Dicke ausgebildet ist. Diese Schulter 27 dient dazu, einen O-Ring-Übergangsteil 28 an einem oberen Rand des Ventils 16 zu platzieren. Wenn die Nadel 17 mit ihrem Kopf 25 an den Sitz 26 platziert ist, ist das Loch durch den Kopf der Nadel blockiert. Wenn die Pinole 20 in die Nadel 17 geschraubt wird, drückt das O-Ring-Übergangsteil 28 gegen den Rand des Loches. Das Vakuum bleibt in der Kammer 12 so lange aufrechterhalten, wie diese Auflage nicht erreicht ist. Wenn die Pinole danach weiter betätigt wird, in diesem Falle in das Gewinde 23 eingeschraubt wird, verhindern das Schultermerkmal 27 und das O-Ring-Verbindungsteil 28, das auf dem oberen Rand des Loches aufliegt, die Weiterbewegung der Pinole 20 zu der Kammer 12 hin. Demzufolge wird die Nadel 17 aus ihrer Position der Auflage auf dem Sitz 26 zurückgezogen. Das Volumen der Kammer 12 ist dann zu einem Volumen 29, das zwischen der Nadel 17 und dem Mantel 18 vorhanden ist, offen. An der Basis der Nadel, auf der gegenüberliegenden Seite, auf welcher das Gewinde 23 vorhanden ist, sind Löcher wie die bei 30 ausgebildet. Die Löcher 30 versetzen den Raum 29 in einen Zustand einer Verbindung mit dem Hohlraum 24 der Nadel und somit mit dem Hohlraum 21 der Pinole. Wenn es beabsichtigt ist, die Kammer 12 unter Vakuum mit einer flüssigen Metalllegierung aus Gallium-Indium-Zinn zu füllen, wird ein Va kuum in den Hohlräumen 21, 24 und 29 nach der Platzierung des O-Ring-Verbindungsteils 28 auf dem Ventil und vor dem Entfernen der Nadel 17 erzeugt. Dieses Vakuum wird durch das Vorhandensein des Verbindungsteiles 28 aufrechterhalten.
Um das Vakuum aufrechtzuerhalten, wenn die Pinole 20 des Ventils nicht vorhanden ist, ist der Mantel 18 mit einem Ring 31 versehen, welcher beispielsweise in den oberen Rand des Mantels in der Nähe der Öffnung des Ventils 16 geschraubt wird. Der Ring 31 ragt in das Innere der Bohrung des Mantels 18 vor, ermöglicht es aber dem Körper der Pinole 20 dadurch hindurch zu treten. Der Ring 31 bildet einen Rand 32 in der Bohrung des Mantels 18. Eine Schraubenfeder 33 ist erstens unterhalb dieses Rands 32 und zweitens auf der Oberseite der Nadel 17 gelagert. Wenn der Ring 31 mit dem Mantel 18 verschraubt (oder verklebt ist) drückt die Feder 33 die Nadel 17 gegen den Sitz 26 zurück und stellt eine dichte Verbindung bereit. Ansonsten kann die Nadel 17 durch jedes andere Mittel: Schrauben, Kleben oder dergleichen an dem Sitz gehalten werden. Die Feder 33 oder ein anderer Mechanismus machen es, wenn keine Pinole 20 vorhanden ist, möglich, die Nadel an dem Boden des Mantels 18 gegen den Einlasskanal 15 der Kammer 12 zu halten. Diese Feder kann mit einer auf Titan basierenden Antikorrosionsschicht auf einer Stahlbasis beschichtet sein oder kann ansonsten aus Wolfram bestehen. Andeutungsweise beträgt die Höhe des Ventils 16 etwa 15 mm, der Durchmesser der Innenseite des Mantels 18 etwa 10 mm und der Durchmesser der Nadel 17 etwa 7 oder 8 mm.
Es ist möglich, die Röhre aufzubauen und das Vakuum darin zu erzeugen, bevor die Schmierungsflüssigkeitslegierung durch das mit seiner Betätigungspinole 22 versehene Ventil 16 hindurch eingebracht wird.
3 bis 6 stellen die unterschiedlichen Füllschritte gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens dar. In 3 wird die Betätigungspinole 20 allmählich in das Ventil 61 eingeführt, bis die zwei Gewinde 22 und 23 in Kontakt stehen. Dann wird die Pinole 20 zur Drehung gebracht, indem sie in die Nadel 17 geschraubt wird, bis das O-Ring-Übergangsteil 28 auf dem Mantel 18 aufliegt. In diesem Zustand ist das Ventil vollständig positioniert und das Vakuum wird noch in der Kammer 12 aufrechterhalten. Eine Flasche mit der Schmierungsflüssigkeit wird dann auf der anderen Seite der Pinole 20 platziert. Ein Zuführungsausguss der Flasche wird mit der Pinole 20 dicht verbunden. Bevor der Ausguss der Flasche geöffnet wird, wird ein Vakuum in dem Bereich des Hohlraums 21 erzeugt. Dieses Vakuum kann mittels einer Vakuumpumpe erzielt werden, das mit der Pinole beispielsweise über eine T-Verbindung verbunden ist. Zwei andere Enden dieser T-Verbindung haben ein Einführungselement, das abwechselnd durch einen Hahn geöffnet und geschlossen wird. Von den zwei anderen Enden ist eines mit einer Vakuumpumpe und das andere mit einer Flasche mit Schmierungsflüssigkeit verbunden.
Sobald dieses Vakuum erreicht ist, wird das Einschrauben der Hülse 20 in das Ventil fortgesetzt, um so die Nadel 17 und deren Kopf 25 von dem Sitz 26 des Kanals 15 abzuheben. Der Vorgang findet unter Kompression der Feder 33 bis ein Anschlag 24 der Pinole auf einem Anschlag 35 der Wand der Nadel 17 aufliegt. Um während dieses Schraubvorgangs eine Drehung der Nadel selbst zu verhindern, kann eine Nut in der Bohrung des Mantels 18 ausgebildet sein. Ein durch eine zusätzliche Dicke auf den Umfang der Nadel 17 ausgebildeter Stummel greift in diese Nut ein. Falls erforderlich, kann die Feder 32 mittels ihrer zwei Enden diese Rolle der Rotationsverhin derung ausführen. Wenn die Nadel wieder angehoben wird, wird das in den Hohlräumen 21, 24 und 29 vorhandene Vakuum mit dem in der Kammer 12 vorhandenen Vakuum verbunden.
Die Vorrichtung kann sogar dafür verwendet werden, ein komplementäres Vakuum in der Kammer 12 zu erzeugen. Gemäß 4 wird, sobald diese Anhebung der Nadel 17 erreicht wurde und sobald das Vakuum vorliegt, die Schmierungsflüssigkeit bis zu Sättigung in die Kammer 12 eingeführt. Beispielsweise erfolgt diese Einführung durch Schwerkraft. Die Flüssigkeit verteilt sich in der Kammer 12 und beschichtet die mechanischen Lager 13. Die Menge der einzufüllenden Flüssigkeit kann beschränkt sein und kann im Voraus in der Flasche geplant sein. Als eine Variante kann, um das Schmiermittel in der Kammer 12 einzuschließen und dessen Verteilung in dem Gehäuse 2 zu verhindern, der Träger 11 (1) ein Übergangsteil (37) aufweisen, das mittels Kapillarwirung arbeitet, um jede Leckage zu verhindern.
Sobald die Auffüllung abgeschlossen ist, wird die Pinole 20 in die umgekehrte Richtung zurückgeschraubt. Der Kopf 25 der Nadel ist dann wieder auf dem Sitz 26 platziert. In diese Position sind die Volumina voneinander isoliert, und das Vakuum ist noch in der Flasche vorhanden. Der Vorgang geht dann (5) zu einem Schritt über, um durch Schwerkraft die in den Volumina 29, 24 und 21 vorhandene Flüssigkeit zu entleeren. Die Entleerung erfolgt durch Umdrehen der Einheit. Die Entleerung ist durch die Öffnungen 30 der Nadel möglich. Bevorzugt sollte keine Spur von Gallium innerhalb des Ventils 16 zurück bleiben. Die Flasche wird dann so verschlossen, dass die Flüssigkeit, die sich darin enthält vor Luft abgeschlossen ist. Dann wird die Pinole 20 aus dem Ventil 16 entfernt. Bei diesem Verfahren trägt der Luftdruck als eine Er gänzung zur Wirkung der Feder 33 zum Festhalten des Kopfes der Nadel gegen den Sitz des Mantels 18 bei.
In 6 wird ein Stopfen oder Stöpsel 38 in das Herz der Nadel 17 eingeführt, der den gesamten, durch die Entfernung der Pinole 20 freigelassenen Raum belegt. Der Stopfen 38 kann dann entlang dem Mantel 18 verlötet werden. Das für den Aufbau des Stopfens 38 verwendete Material verbessert bevorzugt die Abführung der von der Kammer 12 und dem Träger 11 freigesetzten Wärme durch Wärmeableitung aus dem Gehäuse 2. Die Stopfen 38 wird auch dazu verwendet, jede externe Verschmutzung durch Rückstände der in dem Ventil vorhandenen Schmiermittel zu verhindern. Der Stopfen 38 füllt den von der Nadel 17 belegten Hohlraum.
Wenn die Schmierungsflüssigkeit einige ihrer Eigenschaften innerhalb der Kammer verliert, wird sie durch Umkehren der hierin vorstehend beschriebenen Schritte ersetzt. Mit anderen Worten der Stopfen 38 wird entfernt und die vorher verwendete Pinole 20 oder eine neue Pinole, wenn die vorherige immer noch verschmutzt sind, werden in das Ventil 16 eingeführt. Die in der Kammer 32 vorhandene Flüssigkeit wird mittels Schwerkraft entfernt. Dann wird, nachdem das Ventil wieder verschlossen wurde, die Pinole 20 entleert (oder die Pinole noch einmal gewechselt). Ein neuer Füllvorgang kann dann falls erforderlich mit einer neuen Pinole 20 stattfinden.
Zum Füllen einer Kammer 12 zum Haltern eine Rotationswelle 7 einer rotierenden Anode 4 in einer Röntgenröhre 1 wird ein Ventil 16 geschaffen. Das Ventil 16 besitzt eine auf einem Sitz gelagerte Nadel 17. Die Nadel 17 hält ein Vakuum in der Röhre aufrecht. Eine Pinole 20 kann mit dem Ventil 16 in Eingriff gebracht werden. Die Pinole 20 ist hohl und be sitzt einen Hohlraum 21. Dieser Hohlraum 21 kann mit dem Vakuum oder mit einer Flasche unter Vakuum, die mit einer Schmierungsflüssigkeit gefüllt ist, verbunden werden. Die Pinole 20 wird zum Betätigen der Nadel 17 verwendet. Die Pinole 20 liegt ferner auf einem Rand des Ventils 16 über ein O-Ring-Übergangsteil auf. Dieses Übergangsteil hält das Vakuum aufrecht, wenn die Nadel 17 angehoben ist, und wenn die Röhre 1 unter Vakuum 21 mit der Pinole 20 verbunden ist.
Zusätzlich dürfte es sich, obwohl eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, für den Fachmann auf diesem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und/oder der Art und/oder dem Ergebnis durchgeführt werden können und dass Äquivalente deren Elemente ohne Abweichung von dem Schutzumfang und dem Bereich der Erfindung ersetzen können. Zusätzlich können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine spezielle Situation oder ein Material an die Lehren der Erfindung ohne Abweichung von deren wesentlichen Schutzumfang anzupassen. Daher soll die Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt sein, die als die zur Ausführung dieser Erfindung für die beste gehaltene offenbart ist, sondern alle in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallenden Ausführungsformen mit umfassen. Ferner bezeichnet die Verwendung der Ausdrücke, "erste, zweite usw." keinerlei Reihenfolge oder Wichtigkeit, sondern stattdessen werden die Begriffe wie "erste, zweite usw." verwendet, um ein Element oder Merkmal von einander zu unterscheiden. Ferner bezeichnet die Verwendung der Begriffe "ein, eine, eines usw." keine Einschränkung einer Menge, sondern bezeichnet das Vorhandensein von wenigstens einem von den genannten Elementen oder Merkmalen.

1: Röntgenröhre
2: Gehäuse
3: Wand
4: Drehanode
5: Kathode
6: Motor
7: Anodenwelle
8: Anodenspur
9: Röntgenstrahlen
10: Fenster
11: Anodenträger
12: Kammer
13: Kugellager oder Gleitlager
15: Kanal
16: Ventil
17: Nadel
18: Mantel
19: Wand
20: Pinole
21: Hohlraum
22: (Außen)-Gewinde
23: komplementäres (Innen)-Gewinde
24: Hohlraum
25: Kopf
26: Sitz
27: Schulter
28: O-Ring-Übergangsteil
29: Volumen
30: Löcher
31: Ring
32: Rand
33: Schraubenfeder
34: Anschlag
35: Wandanschlag
37: Übergangsteil
38: Stopfen oder Stöpsel

Claims

Strahlungsemissionsvorrichtung (1): mit einem Gehäuse (2), in welchem die Strahlung (9) erzeugt wird; mit einer in dem Gehäuse angeordneten Kathode (5), einer Anode (4), die so angeordnet ist, dass sie der Kathode gegenüberliegt und sich auf einer Welle (7) dreht, und einem Anodenwellenträger (11); wobei der Träger eine Kammer (12) zum Halten der Anodenwelle aufweist; die Kammer eine Einrichtung (15) zum Füllen oder Entleeren der Kammer mit einem Schmierungsfluid aufweist; die Einrichtung zum Füllen oder Pumpen mit einem eingebauten Ventil (16) versehen ist, das aufweist: eine Verschlussnadel (17), die in der Einrichtung zum Füllen oder Pumpen verschoben werden kann; eine entfernbare Pinole (20), die mit der Nadel verbunden wird; wobei die Pinole hohl und mit einer Einrichtung (22, 23) zum Betätigen der Nadel versehen ist; und die Pinole mit einem Übergangsteil (28) und/oder die Nadel mit einem Umfangsübergangsteil (28) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend: eine Einrichtung zum Betätigen der Nadel und Öffnen und dann Schließen der Einrichtung zum Füllen oder Pumpen bis das Übergangsteil auf dem Gehäuse aufliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei: die Nadel ein Gewinde (23) aufweist, das einem Gewinde (22) der Pinole entspricht; und die Gewinde, sobald sie ineinander geschraubt sind, eine Betätigung der Nadel ermöglichen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ventil (18) einen mit einem Sitz (26) versehenen Mantel (18) zur Aufnahme der Nadel aufweist, und eine auf dem Mantel aufliegende und die Nadel so drückende Feder (33), dass sie die Einrichtung zum Füllen oder Pumpen blockiert.
Vorrichtung nach Anspruche 4, wobei: die Nadel hohl ist und einen Hohlraum (24), einen konischen oder abgerundeten starren Kopf (25) und ein mit der Nadel in einem Stück ausgebildetes Führungsteil aufweist, das sich entlang des Mantels verschiebt; die Nadel in ihrer Wand (35) eine oder mehrere Öffnungen (30) aufweist; die Öffnung oder Öffnungen eine Verbindung zwischen dem Hohlraum und einem Raum (29) des Ventils ermöglichen, wobei dieser Raum zwischen der Wand der Nadel und dem Mantel angeordnet ist; und die Pinole (20) hohl ist und einen Hohlraum (21) aufweist, der mit dem Hohlraum (24) der Nadel in Verbindung steht.
Verfahren zum Platzieren einer Schmierungsflüssigkeit in der Kammer einer Strahlungsemissionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den Schritten: in Eingriff bringen der Pinole (20) mit der Nadel (17); Anbringen des Übergangsteils (28) der Pinole (20) an der Wand des Ventils (16); Erzeugen eines Vakuums in einem Hohlraum (24) der mit einem Hohlraum (21) der Pinole verbundenen Nadel, während das Übergangsteil (28) aufgebracht ist; Betätigen der Pinole so, dass die Nadel aus der Einrichtung (25) zum Füllen oder Pumpen bewegt wird; und Einströmenlassen eines Schmierungsfluids unter Vakuum in die Kammer (12) durch die zwei wechselseitig verbundenen Hohlräume (21 und 24) der Pinole und der Nadel.
Verfahren nach Anspruch 6, mit den Schritten: nochmaliges Betätigen der Pinole (20), um die Nadel (17) in die Einrichtung zum Füllen oder Pumpen einzubringen; Entleeren der Restflüssigkeit aus den hohlen Teilen der Nadel und der Pinole; und Entfernen der Pinole und ihres Übergangsteils (28) aus dem Kontakt mit dem Loch.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei: ein Stopfen (38) in dem Ventil platziert wird, um den Hohlraum der Nadel zu füllen und den Kopf (25) der Nadel zu blockieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei: ein Stopfen (38) in dem Ventil (16) platziert wird, wobei der Stopfen aus einem wärmeleitenden Material besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, mit den Schritten: Durchführen eines Pump/Füll-Zyklusses unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Pinolen (20), einer für den Pumpvorgang und der andere für den Füllvorgang.