DE102015105898A1

DE102015105898A1 - Anoden-Modul und Strahlenröhren-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102015105898A1
Application number: DE102015105898.7A
Authority: DE
Inventors: Sven Fritzler; Mathias Vautrin; Peng Xu; Ru Bai Cheng; Anja Fritzler; Jürgen Holzinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-10-29
Also published as: US20150311027A1

Abstract

Anoden-Modul in verkleinerter Ausführung, welches ein Zielteil, ein Rotormodul, eine erste Drehachse, eine zweite Drehachse sowie ein wärmeisolierendes Teil umfasst. Das vorstehend bezeichnete Zielteil dient dem Empfang eines Elektronenstrahls, um einen Strahl zu erzeugen, während das vorstehend bezeichnete Rotormodul dem Antrieb des vorstehend bezeichneten Zielteils zur Drehung dient, wobei die vorstehend bezeichnete erste Drehachse mit dem vorstehend bezeichneten Zielteil gekoppelt ist. Die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse ist mit der vorstehend bezeichneten ersten Drehachse und dem vorstehend bezeichneten Rotormodul gekoppelt, so dass das vorstehend bezeichnete Rotormodul durch die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse, die vorstehend bezeichnete erste Drehachse und das vorstehend bezeichnete Zielteil zur gemeinsamen Drehung antreibt. Das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil ist zwischen der vorstehend bezeichneten ersten Drehachse und der vorstehend bezeichneten zweiten Drehachse vorgesehen, wobei das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil dazu dient, zu verhindern, dass die bei der Erzeugung des vorstehend bezeichneten Strahls durch das vorstehend bezeichnete Zielteil generierte Wärme durch die vorstehend bezeichnete erste Drehachse auf die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse übertragen wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anoden-Modul und eine Strahlenröhren-Vorrichtung, insbesondere ein Anoden-Modul und eine Strahlenröhren-Vorrichtung in verkleinerter Ausführung.
STAND DER TECHNIK
Strahlenröhren-Vorrichtungen können Strahlen aussenden (beispielsweise Röntgenstrahlen), um Untersuchungsobjekte zu bestrahlen, beispielsweise das Gepäck von Flugpassagieren, menschliche Skelette usw. Normalerweise wird bei einer Strahlenröhren-Vorrichtung durch ein Kathoden-Modul ein Elektronenstrahl an das Ziel eines Anoden-Moduls gesendet, damit das Ziel des Anoden-Moduls einen Strahl erzeugt und die Strahlenröhren-Vorrichtung den Strahl aussenden kann, um Untersuchungsobjekte zu bestrahlen. Das Ziel des Anoden-Moduls generiert im Verlauf der Erzeugung des Strahls Wärme. Daher wird bei einer Strahlenröhren-Vorrichtung normalerweise ein Rotormodul zur Mitnahme des Anoden-Moduls zur Drehung vorgesehen, um die Wärme abzuführen, welche das Ziel des Anoden-Moduls bei der Erzeugung des Strahls generiert, um auf diese Weise die Temperatur des Anoden-Moduls zu verringern.
Bei der praktischen Anwendung besteht für Strahlenröhren-Vorrichtungen außerdem eine Fischschuppen-Konstruktion aus Graphit-Material zur Wärmeabführung, welche mit einer Seite des Ziels verbunden ist, wobei die Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung dazu dient, die Wärme abzuführen, welche das Ziel des Anoden-Moduls bei der Erzeugung des Strahls generiert, um auf diese Weise die Temperatur des Anoden-Moduls zu verringern. Allerdings weist die Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung ein gewisses Volumen auf, was dazu führt, dass die Strahlenröhren-Vorrichtung ein ausreichendes Volumen aufzuweisen hat, um diese Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung aufzunehmen. Somit begrenzt die Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung die Gestaltung der Abmessungen des Anoden-Moduls und ist ungünstig für die Anwendung einer Strahlenröhren-Vorrichtung in verkleinerter Ausführung.
INHALT DER ERFINDUNG
Aus diesem Grund stellt die vorliegende Erfindung ein Anoden-Modul und eine Strahlenröhren-Vorrichtung in verkleinerter Ausführung bereit, um die vorstehend aufgeführten Probleme zu lösen.
Um die vorstehend aufgeführte Zielsetzung zu erreichen, offenbart die vorliegende Erfindung ein Anoden-Modul in verkleinerter Ausführung zur Verwendung für eine Strahlenröhren-Vorrichtung, wobei die vorstehend bezeichnete Strahlenröhren-Vorrichtung ein Kathoden-Modul zum Senden eines Elektronenstrahls beinhaltet, wobei das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul ein Zielteil, ein Rotormodul, eine erste Drehachse, eine zweite Drehachse sowie ein wärmeisolierendes Teil umfasst. Das vorstehend bezeichnete Zielteil dient dem Empfang des vorstehend bezeichneten Elektronenstrahls, um einen Strahl zu erzeugen. Das vorstehend bezeichnete Rotormodul dient dem Antreiben des vorstehend bezeichneten Zielteils zur Drehung. Die vorstehend bezeichnete erste Drehachse ist mit dem vorstehend bezeichneten Zielteil gekoppelt. Die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse ist mit der vorstehend bezeichneten ersten Drehachse und dem vorstehend bezeichneten Rotormodul gekoppelt, so dass das vorstehend bezeichnete Rotormodul durch die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse, die vorstehend bezeichnete erste Drehachse und das vorstehend bezeichnete Zielteil zur gemeinsamen Drehung antreibt. Das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil ist zwischen der vorstehend bezeichneten ersten Drehachse und der vorstehend bezeichneten zweiten Drehachse vorgesehen, wobei das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil dazu dient, zu verhindern, dass die bei der Erzeugung des vorstehend bezeichneten Strahls durch das vorstehend bezeichnete Zielteil generierte Wärme durch die vorstehend bezeichnete erste Drehachse auf die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse übertragen wird.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass die vorstehend bezeichnete erste Drehachse ein erstes Endteil und ein dem vorstehend bezeichneten ersten Endteil gegenüber befindliches zweites Endteil aufweist, wobei das vorstehend bezeichnete erste Endteil der Kopplung mit dem vorstehend bezeichneten Zielteil dient, wobei die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse ein Radnabenteil aufweist, wobei das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul weiterhin einen Rotorbasissockel und ein Verbindungsteil umfasst, wobei der vorstehend bezeichnete Rotorbasissockel mit dem vorstehend bezeichneten zweiten Endteil verbunden ist, während das vorstehend bezeichnete Verbindungsteil den vorstehend bezeichneten Rotorbasissockel und das vorstehend bezeichnete Radnabenteil verbindet, um die vorstehend bezeichnete erste Drehachse und die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse zu koppeln.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass es sich bei dem vorstehend bezeichneten Verbindungsteil um ein Schraubenelement handelt, welches dazu vorgesehen ist, nach Durchführung durch den vorstehend bezeichnete Rotorbasissockel an dem vorstehend bezeichneten Radnabenteil befestigt zu werden.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass die vorstehend bezeichnete erste Drehachse ein hervorstehendes Kantenteil aufweist, welches zwischen dem vorstehend bezeichneten ersten Endteil und dem vorstehend bezeichneten zweiten Endteil vorgesehen ist, wobei das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul weiterhin ein Niederdrückteil umfasst, welches in beweglicher Weise an dem vorstehend bezeichneten ersten Endteil vorgesehen ist, wobei das vorstehend bezeichnete Niederdrückteil dazu dient, das vorstehend bezeichnete Zielteil auf das vorstehend bezeichnete hervorstehende Randteil niederzudrücken.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass es sich bei dem vorstehend bezeichneten ersten Endteil um ein Schraubengewindeteil handelt, während es sich bei dem vorstehend bezeichneten Niederdrückteil um eine Schraubenmutter handelt, welche in beweglicher Weise mit dem vorstehend bezeichneten Schraubengewindeteil verschraubt werden kann.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul ein Antriebsteil umfasst, welches mit dem vorstehend bezeichneten Zielteil und dem vorstehend bezeichneten hervorstehenden Kantenteil verbunden ist, um die vorstehend bezeichnete erste Drehachse und das vorstehend bezeichnete Zielteil zur gemeinsamen Drehung zu bringen.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass an dem vorstehend bezeichneten Zielteil eine Durchführungsöffnung ausgebildet ist, wobei an dem vorstehend bezeichneten hervorstehenden Kantenteil eine der vorstehend bezeichneten Durchführungsöffnung entsprechende Stecköffnung vorgesehen ist, wobei es sich bei dem vorstehend bezeichneten Antriebsteil um einen Steckbolzen handelt und wobei das vorstehend bezeichnete Niederdrückteil weiterhin dazu dient, um den vorstehend bezeichneten Steckbolzen zur Durchführung durch die vorstehend bezeichnete Durchführungsöffnung und zum Einstecken in die vorstehend bezeichnete Stecköffnung niederzudrücken.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul ein Rotorgehäuse, welches der Ummantelung der vorstehend bezeichneten zweiten Drehachse dient, sowie mehrere Achsenlagerelemente umfasst, welche innerhalb des vorstehend bezeichneten Rotorgehäuses vorgesehen sind und in beweglicher Weise an der vorstehend bezeichneten zweiten Drehachse angebracht sind.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass die vorstehend bezeichnete erste Drehachse, die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse sowie das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil koaxial zueinander vorgesehen sind.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil aus gering wärmeleitendem Material hergestellt ist.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin, dass das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil aus Keramikmaterial oder aus Legierungsmaterial hergestellt ist.
Gemäß einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die vorliegende Erfindung weiterhin eine Strahlenröhren-Vorrichtung, welche ein Gehäuse, eine Kathoden-Modul sowie ein Anoden-Modul umfasst, wobei das vorstehend bezeichnete Kathoden-Modul innerhalb des vorstehend bezeichneten Gehäuses vorgesehen ist, wobei das vorstehend bezeichnete Kathoden-Modul dazu dient, einen Elektronenstrahl zu senden, wobei das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul innerhalb des vorstehend bezeichneten Gehäuses vorgesehen ist.
Das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul umfasst ein Zielteil, ein Rotormodul, eine erste Drehachse, eine zweite Drehachse sowie ein wärmeisolierendes Teil Das vorstehend bezeichnete Zielteil dient dem Empfang des vorstehend bezeichneten Elektronenstrahls, um einen Strahl zu erzeugen. Das vorstehend bezeichnete Rotormodul dient dem Antreiben des vorstehend bezeichneten Zielteils zur Drehung. Die vorstehend bezeichnete erste Drehachse ist mit dem vorstehend bezeichneten Zielteil gekoppelt. Die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse ist mit der vorstehend bezeichneten ersten Drehachse und dem vorstehend bezeichneten Rotormodul gekoppelt, so dass das vorstehend bezeichnete Rotormodul durch die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse, die vorstehend bezeichnete erste Drehachse und das vorstehend bezeichnete Zielteil zur gemeinsamen Drehung antreibt. Das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil ist zwischen der vorstehend bezeichneten ersten Drehachse und der vorstehend bezeichneten zweiten Drehachse vorgesehen, wobei das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil dazu dient, zu verhindern, dass die bei der Erzeugung des vorstehend bezeichneten Strahls durch das vorstehend bezeichnete Zielteil generierte Wärme durch die vorstehend bezeichnete erste Drehachse auf die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse übertragen wird.
Wie zuvor ausgeführt worden ist, wird bei der vorliegenden Erfindung durch das wärmeisolierende Teil verhindert, dass die bei der Erzeugung des vorstehend bezeichneten Strahls durch das vorstehend bezeichnete Zielteil generierte Wärme durch die vorstehend bezeichnete erste Drehachse auf die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse übertragen wird und eine Temperaturerhöhung des Achsenlagerelementes erfolgt. Außerdem wird die Zielsetzung einer Verlängerung der Lebensdauer von Anoden-Modul und von dessen Achsenlagerelementen erreicht. Weil bei der vorliegenden Erfindung eine Wärmeabführung ohne Fischschuppen-Konstruktion möglich ist, um die Temperatur des Anoden-Moduls während des Betriebs zu verringern, kann bei der vorliegenden Erfindung das Vorsehen ebendieser Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung entfallen, was wiederum Volumen der Strahlenröhren-Vorrichtung einspart. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei dem Anoden-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Vorsehen einer Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung eine verkleinerte Ausführung der Strahlenröhren-Vorrichtung begünstigt wird. Die vorstehend aufgeführten sowie weitere technische Inhalte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können anhand der beigefügten Abbildungen und anhand der Erläuterungen praktischer Ausführungsbeispiele nachvollzogen werden.
ERLÄUTERUNG DER ABBILDUNGEN
Nachstehend aufgeführt erfolgt anhand der beigefügten Abbildungen eine Beschreibung bevorzugter praktischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die einem Fachmann des betreffenden technischen Gebietes das Verständnis der vorstehend aufgeführten und weiterer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ermöglichen. Die Abbildungen sind wie nachstehend aufgeführt:
Bei handelt es sich um die Darstellung der äußeren Ansicht einer Strahlenröhren-Vorrichtung nach einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei handelt es sich um die Explosionsdarstellung eines Teils der inneren Elemente der Strahlenröhren-Vorrichtung nach einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei handelt es sich um die aus einem anderen Betrachtungswinkel gezeigte Explosionsdarstellung eines Teils der inneren Elemente der Strahlenröhren-Vorrichtung nach einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei handelt es sich um die Schnittansicht der Strahlenröhren-Vorrichtung nach einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
PRAKTISCHE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bei den im folgenden Text angegebenen Positionsbegriffen, wie beispielsweise: oben, unten, links, rechts, vorne oder hinten usw. handelt es sich lediglich um Referenzangaben zur Orientierung in den Abbildungen. Daher stellen diese Richtungsbegriffe keinerlei Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar. Es erfolgt Bezugnahme auf die – . Bei handelt es sich um die Darstellung der äußeren Ansicht einer Strahlenröhren-Vorrichtung 30 nach einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei handelt es sich um die Explosionsdarstellung eines Teils der inneren Elemente der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 nach einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei handelt es sich um die aus einem anderen Betrachtungswinkel gezeigte Explosionsdarstellung eines Teils der inneren Elemente der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 nach einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie aus den – ersichtlich umfasst die Strahlenröhren-Vorrichtung 30 ein Gehäuse 32, welches der Ummantelung der inneren Elemente der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 sowie der Abschirmung der inneren Elemente der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 dient, so dass die inneren Elemente der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 in einem Vakuum befindlich sind.
Das Gehäuse 32 weist außerdem ein Strahlungsteil 321 auf, während die Strahlenröhren-Vorrichtung 30 weiterhin ein Kathoden-Modul 34 und ein Anoden-Modul 36 umfasst, wobei das Kathoden-Modul 34 und das Anoden-Modul 36 sämtlich innerhalb des Gehäuses 32 vorgesehen sind. Es ist zu beachten, dass in der und der auf die Darstellung des Gehäuses 32 verzichtet worden ist, um einen Teil der inneren Elemente der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 deutlicher zeigen zu können. Es erfolgt Bezugnahme auf die – . Bei handelt es sich um die Schnittansicht der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 nach einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie aus den – ersichtlich umfasst das Anoden-Modul 36 ein Zielteil 38, wobei das Kathoden-Modul 34 dazu dient, einen Elektronenstrahl 341 zu senden. Das Zielteil 38 von Anoden-Modul 36 dient dem Empfang von Elektronenstrahl 341, um den Strahl 381 zu erzeugen, wobei der Strahl 381 durch das Strahlungsteil 321 nach außerhalb des Gehäuses 32 gestrahlt wird, um ein Untersuchungsobjekt zu bestrahlen, beispielsweise Gepäck am Flughafen, menschliche Skelette usw.
Bei dem vorliegenden praktischen Ausführungsbeispiel kann das Zielteil 38 aus einer Titan-Zirkonium-Kobalt-Legierung (Titanium Zirconium Molybdenum alloy, TZM alloy) hergestellt sein, wobei das aus Titan-Zirkonium-Kobalt-Legierung hergestellte Zielteil 38 mit einer Wolfram-Rhenium-Schicht (tungsten rhenium coating) beschichtet ist. Wenn die vorstehend bezeichnete Wolfram-Rhenium-Schicht mit dem Elektronenstrahl 341 bestrahlt wird, kann ein Röntgenstrahl (also der Strahl 381, der ein Röntgenstrahl sein kann) erzeugt werden, was bedeutet, dass es sich bei der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 um eine Röntgenstrahlenröhren-Vorrichtung handelt. Das Anoden-Modul 36 umfasst außerdem ein Rotormodul 40. Das Zielteil 38 des Anoden-Moduls 36 generiert im Verlauf der Erzeugung von Strahl 381 Wärme. Das Rotormodul 40 kann dazu dienen, das Zielteil 38 von Anoden-Modul 36 zur Drehung anzutreiben, so dass der Elektronenstrahl 341 das gesamte Zielteil 38 gleichmäßig bestrahlt.
Wie aus den – ersichtlich, umfasst das Anoden-Modul 36 weiterhin eine erste Drehachse 42, welche ein erstes Endteil 421, ein zweites Endteil 423 und ein hervorstehendes Kantenteil 425 aufweist. Das zweite Endteil 423 ist gegenüber dem ersten Endteil 421 befindlich, während das hervorstehende Kantenteil 425 zwischen dem ersten Endteil 421 und dem zweiten Endteil 423 befindlich ist. Das Anoden-Modul 36 umfasst weiterhin ein Niederdrückteil 44, welches in beweglicher Weise an dem ersten Endteil 421 der ersten Drehachse 42 vorgesehen ist. Bei dem vorliegenden praktischen Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem ersten Endteil 421 um ein Schraubengewindeteil handeln, während es sich bei dem Niederdrückteil 44 um eine Schraubenmutter handeln kann, welche in beweglicher Weise mit dem vorstehend bezeichneten Schraubengewindeteil verschraubt werden kann, um das erste Endteil 421 (also das vorstehend bezeichnete Schraubengewindeteil) mit dem Zielteil 38 zu koppeln. Somit kann die erste Drehachse 42 mit dem Zielteil 38 gekoppelt werden. Wenn das Niederdrückteil 44 (also die vorstehend bezeichnete Schraubenmutter) an dem ersten Endteil 421 (also dem Schraubengewindeteil) festgeschraubt wird, kann das Niederdrückteil 44 das Zielteil 38 an dem hervorstehenden Kantenteil 425 der ersten Drehachse 42 niederdrücken. Auf diese Weise kann das Zielteil 38 an der ersten Drehachse 42 befestigt werden.
Außerdem umfasst das Anoden-Modul 36 weiterhin ein Antriebsteil 46, welches mit dem Zielteil 38 und dem hervorstehenden Kantenteil 425 (wie in gezeigt) der ersten Drehachse 42 verbunden ist. Bei dem vorliegenden praktischen Ausführungsbeispiel ist an dem Zielteil 38 eine Durchführungsöffnung 383 ausgebildet ist, wobei an dem hervorstehenden Kantenteil 425 eine der Durchführungsöffnung 383 entsprechende Stecköffnung 427 (wie in gezeigt) vorgesehen ist, wobei es sich bei Antriebsteil 46 um einen Steckbolzen handeln kann. Wenn das Niederdrückteil 44 (also die vorstehend bezeichnete Schraubenmutter) an dem ersten Endteil 421 (also dem Schraubengewindeteil) festgeschraubt ist, kann das Niederdrückteil 44 weiterhin dazu verwendet werden, den vorstehend bezeichneten Steckbolzen (also das Antriebsteil 46) durch die Durchführungsöffnung 383 zu führen und in die Stecköffnung 427 einzustecken. Auf diese Weise kann das Antriebsteil 46 das Zielteil 38 gemeinsam mit der ersten Drehachse 42 bewegen, so dass sich die erste Drehachse 42 und das Zielteil 38 gemeinsam drehen. Bei der praktischen Anwendung kann der vorstehend bezeichnete Steckbolzen (also das Antriebsteil 46) durch die Durchführungsöffnung 383 hindurch geführt und in die Stecköffnung 427 eingesteckt werden, ohne dass die vorliegende Erfindung hierauf beschränkt ist.
Wie in den – gezeigt, umfasst das Anoden-Modul 36 weiterhin eine zweite Drehachse 48 sowie einen Rotorbasissockel 50, wobei die zweite Drehachse 48 ein Radnabenteil 481 aufweist, wobei der Rotorbasissockel 50 mit dem zweiten Endteil 423 der ersten Drehachse 42 verbunden ist. Bei dem vorliegenden praktischen Ausführungsbeispiel können der Rotorbasissockel 50 und die erste Drehachse 42 durch Einfassungsformung (insert molding) als ein Ganzes ausgebildet werden, ohne dass die vorliegende Erfindung hierauf beschränkt ist. Das Anoden-Modul 36 umfasst weiterhin ein Verbindungsteil 52, welches der Verbindung des Rotorbasissockels 50 mit dem Radnabenteil 481 der zweiten Drehachse 48 dient. Bei dem vorliegenden praktischen Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Verbindungsteil 52 um ein Schraubenelement handeln, welches nach der Durchführung durch den Rotorbasissockel 50 an dem Radnabenteil 481 der zweiten Drehachse 48 befestigt wird, um das zweite Endteil 423 der ersten Drehachse 42 mit dem Radnabenteil 481 der zweiten Drehachse 48 zu verbinden und somit die Kopplung von zweiter Drehachse 48 und erster Drehachse 42 zu ermöglichen.
Außerdem umfasst das Rotormodul 40 ein Rotorgehäuse 401 sowie mehrere Achsenlagerelemente 403. Das Rotorgehäuse 401 dient der Ummantelung der zweiten Drehachse 48, während die mehreren Achsenlagerelemente 403 innerhalb des Rotorgehäuses 401 vorgesehen sind und in beweglicher Weise an der zweiten Drehachse 48 angebracht sind, so dass die zweite Drehachse 48 weiterhin in drehbarer Weise mit dem Rotormodul 40 gekoppelt ist. Wie vorstehend aufgeführt worden ist erfolgt bei dem Anoden-Modul 36 gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung des Verbindungsteils 52 zur Kopplung der zweiten Drehachse 48 und der ersten Drehachse 42, während das Antriebsteil 46 der gemeinsamen Bewegung von erster Drehachse 42 und Zielteil 38 dient. Bei Drehung von Rotormodul 40 kann das Rotormodul 40 somit die zweite Drehachse 48 antreiben und über die zweite Drehachse 48 werden die erste Drehachse 42 und das Zielteil 38 zur gemeinsamen Drehung angetrieben, so dass der Elektronenstrahl 341 gleichmäßig auf das gesamte Zielteil 38 strahlt.
Wie in den – gezeigt, umfasst das Anoden-Modul 36 weiterhin ein wärmeisolierendes Teil 54, welches zwischen der ersten Drehachse 42 und der zweiten Drehachse 48 vorgesehen ist. Bei dem vorliegenden praktischen Ausführungsbeispiel kann an dem wärmeisolierenden Teil 54 eine Montageöffnung 541 (wie in und gezeigt) vorgesehen werden, welche der Durchführung des Verbindungsteils 52 dient, so dass das Verbindungsteil 52 an dem Radnabenteil 481 der zweiten Drehachse 48 befestigt werden kann. Auf diese Weise können der Rotorbasissockel 50 und das Radnabenteil 481 der zweiten Drehachse 48 an entgegengesetzte zwei Seiten des wärmeisolierenden Teils 54 stoßen (wie in gezeigt). Wenn das Zielteil 38 des Anoden-Moduls 36 die Erzeugung von Strahl 381 vornimmt, kann das wärmeisolierende Teil 54 zur Blockierung der von dem Zielteil 38 des Anoden-Moduls 36 bei der Erzeugung von Strahl 381 generierten Wärme dienen, so dass keine Übertragung durch die erste Drehachse 42 auf die zweite Drehachse 48 und auf das Rotormodul 40 erfolgt. Somit kann das wärmeisolierende Teil 54 verhindern, dass die bei der Bestrahlung des Zielteils 38 des Anoden-Moduls 36 mit dem Elektronenstrahl 341 generierte Wärme die Achsenlagerelemente 403 erwärmt und dass die Achsenlagerelemente 403 eine Temperaturerhöhung erfahren, was die Lebensdauer von Anoden-Modul 36 und von dessen Achsenlagerelementen 403 verlängert. Bei der praktischen Anwendung kann wegen der durch das wärmeisolierende Teil 54 erfolgenden Blockierung der Übertragung der Wärme und wegen der Verhinderung der Temperaturerhöhung der Achsenlagerelemente 403 eine Verwendung der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Erfindung bei kontinuierlichem hohem Strom erfolgen, was die Einsatzflexibilität der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 steigert.
Wie vorstehend aufgeführt worden ist, blockiert das wärmeisolierende Teil 54 die Übertragung der von dem Zielteil 38 bei Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl 341 erzeugten Wärme auf die zweite Drehachse 48 und verhindert die Temperaturerhöhung der Achsenlagerelemente 403, was die Zielsetzung der Verlängerung der Lebensdauer von Anoden-Modul 36 und dessen Achsenlagerelementen 403 verwirklicht. Weil bei der vorliegenden Erfindung kein Vorsehen einer Fischschuppen-Konstruktion zur Unterstützung der Wärmeabführung erforderlich ist, um die Temperatur des Anoden-Moduls 36 während des Betriebs zu verringern, kann bei dem Anoden-Modul 36 auf das Vorsehen der Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung verzichtet werden, was Volumen der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 einspart. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei dem Anoden-Modul 36 gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Vorsehen einer Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung eine verkleinerte Ausführung der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 begünstigt wird.
Es ist hervorzuheben, dass weil das wärmeisolierende Teil 54 die Übertragung der von dem Zielteil 38 bei Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl 341 erzeugten Wärme auf die zweite Drehachse 48 blockiert, sich die von dem Zielteil 38 bei Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl 341 erzeugte Wärme an dem Zielteil 38 sammelt, was zu einer Temperaturerhöhung von Zielteil 38 führt. Die Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung kann aus Graphit hergestellt sein und die aus Graphit hergestellte Fischschuppen-Konstruktion muss mittels Kupfer-Material mit dem Zielteil 38 aus Titan-Zirkonium-Kobalt verbunden werden, wobei der Schmelzpunkt von Kupfer niedrig ist und den hohen Temperaturen von Zielteil 38 während des Betriebes nicht standhält. Aus diesem Grund ergibt sich unter Berücksichtigung des Schmelzpunktes des vorstehend bezeichneten Materials eine Beschränkung hinsichtlich der Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung an dem Zielteil 38 von Anoden-Modul 36. In der Praxis kann das Zielteil 38 als ein Ganzes aus einer Titan-Zirkonium-Kobalt-Legierung hergestellt werden. Wenn das Zielteil 38 als ein Ganzes aus einer Titan-Zirkonium-Kobalt-Legierung herstellt wird, kann hohen Temperaturen standgehalten werden.
Weil sich die von dem Zielteil 38 bei Erzeugung von Strahl 381 erzeugte Wärme an dem Zielteil 38 sammelt, erfährt das Zielteil 38 von Anoden-Modul 36 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Temperaturerhöhung während der Verwendung, wobei eine hohe Temperatur hilfreich für die Wärmeabstrahlung ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass das wärmeisolierende Teil 54 gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert, dass die bei der Erzeugung des vorstehend bezeichneten Strahls 381 durch das vorstehend bezeichnete Zielteil 38 generierte Wärme durch die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse 48 übertragen und abgeführt wird, was die Temperatur von Zielteil 38 bei der Verwendung erhöht und die Wärmeabführung durch das Zielteil 38 selbst fördert.

Wie in den – gezeigt, sind bei der vorliegenden Erfindung die erste Drehachse 42, die zweite Drehachse 48 und das wärmeisolierende Teil 54 zueinander koaxial vorgesehen. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei der vorliegenden Erfindung die erste Drehachse 42, die zweite Drehachse 48 und das wärmeisolierende Teil 54 wie in der und der gezeigt auf der Montageachsenlinie X befindlich sind. Wenn daher das Rotormodul 40 die zweite Drehachse 48 zur Drehung antreibt und somit das Rotormodul 40 durch die zweite Drehachse 48, die erste Drehachse 42 und das Zielteil 38 zur gemeinsamen Drehung antreibt, kann die koaxiale Konzeption von erster Drehachse 42, zweiter Drehachse 48 und wärmeisolierendem Teil 54 die Zentrifugalkraft des wärmeisolierenden Teils 54 bezogen auf die erste Drehachse 42 und die zweite Drehachse 48 verringern, was Schwingungen zwischen erster Drehachse 42, zweiter Drehachse 48 und wärmeisolierendem Teil 54 verringert und Reibung zwischen erster Drehachse 42, zweiter Drehachse 48 und wärmeisolierendem Teil 54 reduziert. Dies führt zu einer Steigerung der Zuverlässigkeit der Strahlenröhren-Vorrichtung 30 und des Anoden-Moduls 36 und verlängert deren Lebensdauer. Bei dem vorliegenden praktischen Ausführungsbeispiel kann das wärmeisolierende Teil 54 aus gering wärmeleitendem Material hergestellt sein. Beispielsweise kann das wärmeisolierende Teil 54 aus Keramikmaterial hergestellt sein. Die Wärmeleitkoeffizienten und Wärmebeständigkeit des aus Keramikmaterial hergestellten wärmeisolierenden Teils 54 für die vorliegende Erfindung sind in Tabelle 1 angegeben:

	Wärmeleitkoeffizient	Wärmebeständigkeit
Keramikmaterial (Sillimantin)	1,4 W/mK@ 200°C	1350°C
Aluminiumsilikat (M120F)	1,26 W/mk@ 300°C	1150°C
Aluminiumtitanat (Aluminium titanate)	2 W/mk@ 100°C	900°C
Chromdioxid (C530/Sipalox)	Max. 2 W/mK@ 100°C	1350°C

Tabelle 1

Es ist zu erwähnen, dass das wärmeisolierende Teil 54 nicht auf Keramikmaterial beschränkt ist. Beispielsweise kann das wärmeisolierende Teil 54 aus Legierungsmaterial (beispielsweise Chrom-Nickel-Eisen) hergestellt sein. Die Wärmeleitkoeffizienten und Wärmebeständigkeit des aus Legierungsmaterial hergestellten wärmeisolierenden Teils 54 für die vorliegende Erfindung sind in Tabelle 2 angegeben:

	Wärmeleitkoeffizient	Wärmebeständigkeit
Chrom-Nickel-Eisen-Material (Inconel 625)	10,8 W/mK@ 100°C	Ungefähr 800°C
Chrom-Nickel-Eisen-Material (Inconel 321)	15 W/mk@ 100°C	Ungefähr 1000°C
Chrom-Nickel-Eisen-Material (Inconel 1.4841)	12 W/mk@ 100°C	Ungefähr 1300°C

Tabelle 2

Im Vergleich zum Stand der Technik verhindert das wärmeisolierende Teil bei der vorliegenden Erfindung, dass die bei der Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl und der Erzeugung des Strahls durch das Zielteil generierte Wärme auf die zweite Drehachse übertragen wird. Dies verhindert eine Temperaturerhöhung der Achsenlagerelemente und verwirklicht somit die Zielsetzung einer Verlängerung der Lebensdauer von Anoden-Modul und von dessen Achsenlagerelementen. Weil bei der vorliegenden Erfindung kein Vorsehen einer Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung erforderlich ist, um die Temperatur des Anoden-Moduls während des Betriebs zu verringern, kann ebendiese Fisschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung bei der vorliegenden Erfindung entfallen, was Volumen der Strahlenröhren-Vorrichtung einspart. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei dem Anoden-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Vorsehen einer Fischschuppen-Konstruktion zur Wärmeabführung eine verkleinerte Ausführung der Strahlenröhren-Vorrichtung begünstigt wird.
Bei den vorstehend aufgeführten Erläuterungen handelt es sich lediglich um Darstellungen bevorzugter praktischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, ohne die vorliegende Erfindung hierdurch in irgendeiner Weise zu beschränken. Ein Fachmann des betreffenden technischen Gebietes kann diesbezüglich verschiedene Abänderungen und Modifikationen vornehmen. Solange die technische Lehre der vorliegenden Erfindung nicht verlassen wird, fallen sämtliche Abänderungen, äquivalente Ersetzungen, Verbesserungen usw. in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

30: Strahlenröhren-Vorrichtung
32: Gehäuse
321: Strahlungsteil
34: Kathoden-Modul
341: Elektronenstrahl
36: Anoden-Modul
38: Zielteil
381: Strahl
383: Durchführungsöffnung
40: Rotormodul
401: Rotorgehäuse
403: Achsenlagerelement
42: Erste Drehachse
421: Erstes Endteil
423: Zweites Endteil
425: Hervorstehendes Kantenteil
427: Stecköffnung
44: Niederdrückteil
46: Antriebsteil
48: Zweite Drehachse
481: Radnabenteil
50: Rotorbasissockel
52: Verbindungsteil
54: Wärmeisolierendes Teil
541: Montageöffnung
X: Montageachsenlinie

Claims

Anoden-Modul zur Verwendung für eine Strahlenröhren-Vorrichtung, wobei die vorstehend bezeichnete Strahlenröhren-Vorrichtung ein Kathoden-Modul zum Senden eines Elektronenstrahls umfasst, wobei das vorstehend bezeichneten Anoden-Modul umfasst: – ein Zielteil, welches dem Empfang des vorstehend bezeichneten Elektronenstrahls dient, um einen Strahl zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul weiterhin umfasst: – ein Rotormodul, welches dem Antreiben des vorstehend bezeichneten Zielteils zur Drehung dient; – eine erste Drehachse, welche mit dem vorstehend bezeichneten Zielteil gekoppelt ist; – eine zweite Drehachse, welche mit der vorstehend bezeichneten ersten Drehachse und dem vorstehend bezeichneten Rotormodul gekoppelt ist, so dass das vorstehend bezeichnete Rotormodul durch die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse, die vorstehend bezeichnete erste Drehachse und das vorstehend bezeichnete Zielteil zur gemeinsamen Drehung antreibt; sowie – ein wärmeisolierendes Teil, welches zwischen der vorstehend bezeichneten ersten Drehachse und der vorstehend bezeichneten zweiten Drehachse vorgesehen ist, wobei das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil dazu dient, zu verhindern, dass die bei der Erzeugung des vorstehend bezeichneten Strahls durch das vorstehend bezeichnete Zielteil generierte Wärme durch die vorstehend bezeichnete erste Drehachse auf die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse übertragen wird.
Anoden-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend bezeichnete erste Drehachse ein erstes Endteil und ein dem vorstehend bezeichneten ersten Endteil gegenüber befindliches zweites Endteil aufweist, wobei das vorstehend bezeichnete erste Endteil der Kopplung mit dem vorstehend bezeichneten Zielteil dient, wobei die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse ein Radnabenteil aufweist, wobei das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul weiterhin umfasst: – einen Rotorbasissockel, welcher mit dem vorstehend bezeichneten zweiten Endteil verbunden ist; sowie – ein Verbindungsteil, welches den vorstehend bezeichneten Rotorbasissockel und das vorstehend bezeichnete Radnabenteil verbindet, um die vorstehend bezeichnete erste Drehachse und die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse zu koppeln.
Anoden-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem vorstehend bezeichneten Verbindungsteil um ein Schraubenelement handelt, welches dazu vorgesehen ist, nach Durchführung durch den vorstehend bezeichnete Rotorbasissockel an dem vorstehend bezeichneten Radnabenteil befestigt zu werden.
Anoden-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend bezeichnete erste Drehachse weiterhin ein hervorstehendes Kantenteil aufweist, welches zwischen dem vorstehend bezeichneten ersten Endteil und dem vorstehend bezeichneten zweiten Endteil vorgesehen ist, wobei das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul weiterhin umfasst: – ein Niederdrückteil, welches in beweglicher Weise an dem vorstehend bezeichneten ersten Endteil vorgesehen ist, wobei das vorstehend bezeichnete Niederdrückteil dazu dient, das vorstehend bezeichnete Zielteil auf das vorstehend bezeichnete hervorstehende Kantenteil niederzudrücken.
Anoden-Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem vorstehend bezeichneten ersten Endteil um ein Schraubengewindeteil handelt, während es sich bei dem vorstehend bezeichneten Niederdrückteil um eine Schraubenmutter handelt, welche in beweglicher Weise mit dem vorstehend bezeichneten Schraubengewindeteil verschraubt werden kann.
Anoden-Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehend bezeichnete Anoden-Modul weiterhin umfasst: – ein Antriebsteil, welches mit dem vorstehend bezeichneten Zielteil und dem vorstehend bezeichneten hervorstehenden Kantenteil verbunden ist, um die vorstehend bezeichnete erste Drehachse und das vorstehend bezeichnete Zielteil zur gemeinsamen Drehung zu bringen.
Anoden-Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vorstehend bezeichneten Zielteil eine Durchführungsöffnung ausgebildet ist, wobei an dem vorstehend bezeichneten hervorstehenden Kantenteil eine der vorstehend bezeichneten Durchführungsöffnung entsprechende Stecköffnung vorgesehen ist, wobei es sich bei dem vorstehend bezeichneten Antriebsteil um einen Steckbolzen handelt und wobei das vorstehend bezeichnete Niederdrückteil weiterhin dazu dient, um den vorstehend bezeichneten Steckbolzen zur Durchführung durch die vorstehend bezeichnete Durchführungsöffnung und zum Einstecken in die vorstehend bezeichnete Stecköffnung niederzudrücken.
Anoden-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehend bezeichnete Rotormodul umfasst: – ein Rotorgehäuse, welches der Ummantelung der vorstehend bezeichneten zweiten Drehachse dient; sowie – mehrere Achsenlagerelemente, welche innerhalb des vorstehend bezeichneten Rotorgehäuses vorgesehen sind und in beweglicher Weise an der vorstehend bezeichneten zweiten Drehachse angebracht sind.
Anoden-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend bezeichnete erste Drehachse, die vorstehend bezeichnete zweite Drehachse sowie das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil koaxial zueinander vorgesehen sind.
Anoden-Modul nach Anspruch 2, ddadurch gekennzeichnet, dass das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil aus gering wärmeleitendem Material hergestellt ist.
Anoden-Modul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehend bezeichnete wärmeisolierende Teil aus Keramikmaterial oder aus Legierungsmaterial hergestellt ist.
Strahlenröhren-Vorrichtung, welche umfasst: – ein Gehäuse; – ein Kathoden-Modul, welches innerhalb des vorstehend bezeichneten Gehäuses vorgesehen ist, wobei das vorstehend bezeichnete Kathoden-Modul dazu dient, einen Elektronenstrahl zu senden; sowie – ein Anoden-Modul nach einem beliebigen der Ansprüche 1–10.