DE10353176A1 - Hochspannungssystem für eine monopolare CT-Röhre - Google Patents

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Abstract

Ein Hochspannungsisolatorsystem (11) für eine monopolare Röntgenröhre (10) umfasst eine Oberseite eines Isolators (13) mit einem im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitt (56). Eine Unterseite (62) des Isolators (13) definiert eine ebene Fläche, auf der die Hochspannungskontakte (76) eingerichtet sind, um federbelastete Stifte (76) von Hochspannungssteckern (17) aufzunehmen. Ein als Flansch ausgebildeter äußerer Rand (66) der Oberseite (50) und der Unterseite (62) ist geeignet ausgebildet, um an einen Hochspannungsstecker (17) anzukuppeln. Die Oberseite (50) definiert einen inversen konusförmigen zentralen Kanal (52), der koaxial zu dem konusförmigen mittleren Abschnitt (56) ist und geeignet ausgebildet ist, um den Hochspannungsleiter (54) aufzunehmen. Der im Wesentlichen konusförmige Abschnitt (56) definiert ferner den inversen konusförmigen Kanal (52) so, dass an einer kegelförmigen Spitze (69) des im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitts (56) eine Basis (58) des inversen konusförmigen Kanals (52) definiert ist.

Description

  • VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Anmeldung (Anwaltsverzeichnisnr. 128512) mit dem Titel "Thermally High Conductive HV Connector For A Mono-Polar Ct Tube", die hiermit gleichzeitig eingereicht wird und auf die hier Bezug genommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Bildgebungssysteme, und insbesondere eine verbesserte Vorrichtung zum Anschließen eines elektrischen Hochspannungskabels (HV) an eine Röntgenröhre.
  • HINTERGRUND
  • Typische Röntgenröhren mit rotierender Anode umfassen einen Elektronenstrahl, der durch ein Vakuum und über ein sehr hohes Spannungspotential (in der Größenordnung von 100 kV) von einer Kathode zu einer Brennfleckposition auf einer Anode geleitet wird. Wenn die Elektronen an der Anode auftreffen, die gewöhnlich eine mit hoher Drehzahl angetriebene Zielspur aus Wolfram umfasst, entstehen Röntgenstrahlen.
  • Der Umwandlungswirkungsgrad von Röntgenröhren ist verhältnismäßig gering, d.h. er beträgt gewöhnlich weniger als 1% der gesamten zugeführten Energie. Der Rest wird in thermische Energie d.h. Wärme umgewandelt. Die Abfuhr von Wärme oder ein sonstiges effizientes Vorgehen zum Bewältigen der Wärme stellt daher ein Hauptanliegen in der Konstruktion von Röntgenröhren dar.
  • Um die erforderliche Potentialdifferenz von über 100 kV zwischen der Kathode und der Anode zum Erzeugen der oben erwähnten Röntgenstrahlen bereitzustellen, werden gewöhnlich Hochspannungskabel verwendet. Ein Ende des Anschlusskabels ist an eine Spannungsquelle angeschlossen, und das andere Ende ist, um die Verbindung zu der Kathode herzustellen, mittels einer Hochspannungsanschlussanordnung an die Röhre angeschlossen. Die Anschlussanordnung umfasst allgemein eine Halterstruktur, die das Ende des Anschlusskabels bezüglich der Röhre so in Position hält, dass sich der Endabschnitt des Anschlusskabels an eine Röhre anschließen lässt. Die Anschlusskabel enthalten gewöhnlich entweder einen einzelnen Leiter oder mehrere Leiter.
  • Die Anschlussanordnung umfasst ferner einiges Hochspannungsisolierungsmaterial, das jeden exponierte Abschnitt der Anschlusskabel umgibt, die sich außerhalb der Röhre befinden. Die Hochspannungsisolierung ist mit der Röntgenröhre verbunden und im Hinblick auf die Hochspannung der Anschlusskabel verhältnismäßig dick.
  • Im Allgemeinen sind Materialien für die Hochspannungsisolierung, beispielsweise Epoxidharze, tendenziell sehr schlechte Wärmeleiter. Dies wirkt sich nachteilig aus, wenn eine Hochspannungsanschlussanordnung beispielsweise eines ihrer Enden übergreifend unmittelbar an einer Röntgenröhre befestigt ist.
  • Wie oben festgestellt, entsteht bei der Erzeugung von Röntgenstrahlen in der Röntgenröhre eine erhebliche Wärmemenge als unerwünschter Nebeneffekt. Ein Teil dieser Wärme wird auf die Leiterisoliermaterialien übertragen, die einen relativ großen in Berührung mit der Röhre stehenden Bereich aufweisen. Aufgrund der schlechten thermischen Leitfähigkeit des Isolators, wirkt dieser als eine Wärmebarriere, so dass es gewöhnlich in der Nähe der Steckverbindung zu einem erheblichen Wärmestau kommt. Dies hat zur Folge, dass die Temperaturgrenzen der Leiterisolierung schnell überschritten werden, so dass einem Dauerbetrieb der Röntgenröhre Grenzen gesetzt sind.
  • Um den klinischen Durchsatz zu verbessern, sehen sich die Konstrukteure von Röntgenröhren mit einer ständig steigenden Forderung nach mehr Leistung konfrontiert. Herkömmliche CT-Röhren enthalten zum Erzeugen von Röntgenstrahlen ein bipolares Hochspannungssystem, bei dem eine Kathode und eine Anode unter verschiedenen Polaritäten mit 70 kV betrieben werden. Ein bipolares Hochspannungssystem verwendet gewöhnlich eine gesetzlich genormte Anschlussbuchsen/Stecker-Kombination, um die Hochspannung in das Röhrengehäuse einzubringen, bei der Hochspannungsanschlüsse zu einem Röhrenein satz durch eine Hochspannungsdurchführung durch Öl gemacht werden.
  • Hochspannungskomponenten in bipolaren Systemen weisen eine Nennspannung in der Größenordnung von 70 kV auf. In dem Bemühen, höhere Spitzenleistung für eine Röhre zu ermöglichen, wurde eine Konfiguration mit einem monopolaren Hochspannungssystem eingeführt. Eine monopolare Röhre wird mit 140 kV mit negativer Polarität betrieben und weist eine geerdete Anodenelektrode auf.
  • Monopolare Systeme sind mit zahlreichen Problemen behaftet, die den Hochspannungssicherheitsabstand, die Entladungsvorgänge aufgrund einer erheblich höheren Betriebsspannung und Platzbeschränkungen betreffen. Für derartige Konfigurationen wurden konische Isolatoren/Stecker eingeführt. Aufgrund von Wärmebelastung und Materialschädigung dieser konischen Elemente ergaben sich jedoch einige die Zuverlässigkeit und Leistung mindernde Probleme. Konische Hochspannungsisolierungen stellen daher im Allgemeinen keine annehmbare Lösung für Hochleistungsröhren dar.
  • Eines der Hauptprobleme im Zusammenhang mit einem Hochspannungsstecker bildet die Hochspannungssicherheit unter Hochleistungsbedingungen. Im Falle eines Dauerbetriebs mit Hochleistung kann die Temperatur der Steckverbindung die Belastungsgrenzen des Materials überschreiten. Es kann daher durch elektrischen Durchschlag infolge Aufheizung oder infolge über längere Zeit stattfindender Kriechentladung und dar aus folgender Materialschädigung zu einem plötzlichen Ausfall kommen, der mit übermäßigen Temperaturen zusammenhängt.
  • In typischen Hochspannungslösungen stellt sich häufig das Problem des Umgangs mit Umgebungen in denen hohe Temperaturen herrschen, die 150° C übersteigen können. Komponenten die paramagnetischen Gummi enthalten, dessen Nenntemperatur für Dauerbetrieb lediglich 105° C beträgt, sind in derartigen Anwendungen sehr problematisch.
  • Die Nachteile im Zusammenhang mit gegenwärtigen röntgenologischen Systemen zeigen auf, dass ein Bedarf nach einer neuen Technik eines Hochspannungsanschlusses für röntgenologische Systeme besteht. Die neue Technik sollte unempfindlich gegenüber Wärmebelastung sein und sollte außerdem einen Zerfall des Materials verhindern. Die vorliegende Erfindung richtet sich auf diese Ziele.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Hochspannungsisolatorsystem für eine monopolare (einpolige) Röntgenröhre eine erste Seite eines Isolators, der einen im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitt aufweist. Die zweite Seite des Isolators definiert eine Öffnung, die koaxial zu dem konusförmigen mittleren Abschnitt angeordnet ist und dazu dient, einen Hochspannungsleiter aufzunehmen. Ein als Flansch ausgebildeter äußerer Rand der ersten und zweiten Seite dient zur Kupplung mit einem Hochspannungsste cker. Die erste Seite definiert einen inversen konusförmigen zentralen Kanal, der koaxial zu dem konusförmigen mittleren Abschnitt angeordnet ist und dazu dient, den Hochspannungsleiter aufzunehmen. Ferner definiert der im Wesentlichen konusförmige Abschnitt den inversen konusförmigen Kanal so, dass an einer kegelförmigen Spitze des im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitts eine Basis des inversen konusförmigen Kanals definiert ist.
  • In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Zusammenbau eines Hochspannungssystems für eine monopolare Röntgenröhre das Anschließen eines keramischen Isolators an eine Röntgenröhre, wobei der keramische Isolator eine erste Seite aufweist, die einen inversen konusförmigen zentralen Kanal definiert. Die erste Seite weist einen im wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitt auf. Der im Wesentlichen konusförmige Abschnitt definiert ferner den inversen konusförmigen Kanal so, dass an einer kegelförmigen Spitze des im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitts eine Basis des inversen konusförmigen Kanals definiert ist. Eine zweite Seite weist eine Öffnung und einen als Flansch ausgebildeten äußeren Rand der ersten Seite und der zweiten Seite auf. Eine Profildichtung ist zwischen dem keramischen Isolator und dem Hochspannungsstecker zusammengedrückt. An den keramischen Isolator ist mittels federbelasteter Bolzenschrauben ein bleiausgekleideter Hochspannungsstecker angekuppelt.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Isolatorkonstruktion so gestaltet ist, dass die Hochspannungseigenschaften des Isolators hinsichtlich einer Verhinderung von über die Oberfläche schlagenden Funken und einem Durchschlag der Keramik optimal sind.
  • Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung und lassen sich anhand der speziell in den beigefügten Patentansprüchen erläuterten Funktionalitäten und Kombinationen in Verbindung mit den beigefügten Figuren verwirklichen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • für ein vollständigeres Verstehen der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen einige als Beispiele dienende Ausführungsbeispiele beschrieben:
  • 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht mit einem aufgebrochenen Abschnitt ein Räntgenröhrensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Isolators nach 1;
  • 2A zeigt in einem Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel des Isolators nach 2, gesehen in der Richtung auf B-B;
  • 2B zeigt ein verändertes Ausführungsbeispiel nach 2A;
  • 2C zeigt ein verändertes Ausführungsbeispiel nach 2A;
  • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Hochspannungssteckers mit dem Isolator nach 1 und 2 gemäß noch einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 3A zeigt 3 in einem Längsschnitt, gesehen in Richtung A-A.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist anhand eines Hochspannungsisolatorsystems veranschaulicht, das insbesondere für medizinische Zwecke geeignet ist. Wie für den Fachmann klar, kann die vorliegende Erfindung allerdings in vielfältigen sonstigen Anwendungen, die möglicherweise Hochspannungsisolatorsysteme benötigen, verwendet werden.
  • Bezugnehmend auf 1 ist ein Röntgenröhrensystem 10 (Röntgengerät) veranschaulicht, das ein Hochspannungssystem 11 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist, das an ein mit sonstigen Röntgenröhrenkomponenten bestücktes Metallgehäuse 12 angeschlossen ist.
  • Das Hochspannungssystem 11, das einen keramischen Isolator 13, eine Profildichtung 15 und einen Hochspannungsstecker 17 umfasst, wird im Einzelnen anhand 2, 3 und 3A erläutert.
  • Das Metallgehäuse 12 enthält eine Kathode 14, und umfasst ferner ein schützendes Vakuumgehäuse für die Kathode 14. Die Kathode 14 richtet einen hochenergetischen Elektronenstrahl 16 auf eine Zielspur 18 einer Anode 20, die eine hitzefeste Metallscheibe umfasst und mittels einer herkömmlichen Lagerungs- und Antriebsvorrichtung 22 kontinuierlich gedreht wird. Die Zielspur 18 weist eine kreis- oder ringförmige Konfiguration auf und ist gewöhnlich aus einer auf Wolfram basierenden Legierung einstückig mit der Anodenscheibe 20 ausgebildet. Während sich die Anode 20 dreht, trifft der Elektronenstrahl von der Kathode 14 her auf einen ständig wechselnden Abschnitt der Zielspur 18 auf und erzeugt an einer Brennfleckposition 24 Röntgenstrahlen. Von dem Anodenbrennfleck aus wird ein dadurch erzeugtes Bündel von Röntgenstrahlen 26 durch ein für Röntgenstrahlen durchlässiges Fenster 27 geworfen, das in der Seite des Gehäuses 12 ausgebildet ist.
  • Um auf die oben beschriebene Weise Röntgenstrahlen zu erzeugen, ist zwischen der Kathode 14 und der Anode 20 eine Potentialdifferenz in der Größenordnung von 100 kV erforderlich. In einer monopolaren Röhrenanordnung wird dies erreicht, indem die Anode an eine (nicht gezeigte) Masse angeschlossen ist, und an die Kathode 14 über ein elektrisches Anschlusskabel 28 eine Spannung in dem erforderlichen Bereich von 100 kV angelegt wird. Aufgrund der in dem Anschlusskabel 28 vorhandenen Hochspannung, ist der Hochspannungsstecker 17 für den Anschluss des Anschlusskabels an die Kathode 14 erforderlich.
  • Das Hochspannungssystem 11 enthält einen keramischen Isolator 13, der an eine Profildichtung 15 gekuppelt ist, die an einen Hochspannungsstecker 17 angekuppelt ist. Das erfindungsgemäße Hochspannungssystem enthält die oben erwähnten Komponenten koaxial entlang einer Achse 87, es sind jedoch, wie für den Fachmann ersichtlich, zahlreiche andere Anordnungen möglich.
  • In 1, 2, 2A, 2B, 2C, 3 und 3A weist der keramische Hochspannungsisolator 13 für das monopolare Röntgengerät eine erste Seite 50 auf (in 2 die Oberseite), die entlang der Achse 87 einen inversen konusförmigen zentralen Kanal 52 festlegt, der dazu dient, den Hochspannungsleiter 54 aufzunehmen. Die erste Seite 50 weist ebenfalls längs der Achse 87 einen im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitt 56 auf. Der im Wesentlichen konusförmige mittlere Abschnitt 56 definiert ferner den inversen konusförmigen zentralen Kanal 52 so, dass an einer kegelförmigen Spitze 60 des im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitts 56 eine Basis 58 des inversen konusförmigen Kanals definiert ist. Abwandlungen der oben erwähnten Gestalt des Isolatorprofils können ferner, wie in 2B gezeigt, mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Rillen 57 oder, wie in 2C zu sehen, viele Verstärkerstege 59 auf den Konusflächen aufweisen.
  • Der keramische Hochspannungsisolator 13 weist ferner eine zweite Seite 62 (in 2 die Unterseite) auf, die eine ebene Fläche ist, die Hochspannungskontakte aufweist, die von dem Hochspannungsstecker 17 federbelastete Stifte 76 aufnehmen und durch eine Durchführung 64 hindurch an Hochspannungskupplungselementen 38 anschließen. Der Hochspannungsleiter 54 ist an einen der Kontakte angeschlossen. Der Hochspannungsisolator 13 ist ebenfalls mit einem als Flansch ausgebildeten äußeren Rand 66 der ersten Seite 50 und der zweiten Seite 62 ausgeführt.
  • In einem Ausführungsbeispiel definiert entweder die erste Seite 50 oder die zweite Seite 62 ferner an einer kegelförmigen Spitze 69 des inversen konusförmigen Kanals 52 einen zu diesem koaxialen wulstringförmigen Bereich 67. Der wulstringförmige Bereich 67 ist im Idealfall gleichmäßig mit Metallisierung (d. h. einer Metallisierungsschicht) beschichtet. Die Metallisierungsschicht beginnt an dem der Hochspannungsstruktur 54 unmittelbar benachbarten Bereich und endet an der kegelförmigen Spitze 69.
  • Um die Gesamtstabilität der Hochspannung in einem Vakuum zu verbessern, ist das Isolatorprofil optimiert, so dass elektrische Kriechentladung vermieden wird. Die elektrische Belastung an dem Tripelpunkt wird durch die oben erwähnte Metallisierung (d. h. die Verschiebung des Tripelpunkts) auf ein Minimum reduziert, wodurch Entladungsvorgänge minimiert werden. Die Gestalt des Isolators ist so gewählt, dass der Isolator 13 hinsichtlich einer Verhinderung von Oberflächenfunkenüberschlag und Durchschlag der Keramik optimale Hochspannungseigenschaften aufweist.
  • Der Isolator ist innerhalb eines Metallrahmens 71 dargestellt und an den Stecker 17 gekoppelt und zu diesem koaxial angeordnet. Es versteht sich jedoch, dass, wie für den Fachmann einzusehen, zahlreiche andere Stecker und Keramik/Metall-Rahmen in die vorliegende Erfindung einbezogen sind.
  • Gemäß 1, 3 und 3A wird aus elektrischen, thermischen und mechanischen Gründen eine geringfügig kegelig zulaufende Profildichtung 15 verwendet. Die Profildichtung 15 ist mit dünnen Rändern und einer geringfügig dickeren Mitte ausgeführt, veränderte Ausführungsbeispiele können allerdings eine gleichmäßig ausgebildete Profildichtung enthalten. Die Profildichtung 15 ist im Idealfall aus Siliconkautschukmaterial (oder einem diesem vergleichbaren Substitut) gefertigt und steht unter einem Kompressionsdruck von 15 bis 30 psi, wenn der federbelastete Stecker 17 gegen die ebene Fläche des keramischen Isolators 13 drückt. Der enge Kontakt stellt die Hochspannungssicherheit entlang sämtlicher Schnittstellen und daher Hochspannungstauglichkeit sicher.
  • Der Hochspannungsstecker 17 umfasst ein Epoxidharz 70, einen Hochspannungskabelanschluss 72, eine Abschirmeinrichtung 74, federbelastete Kontakte 76 und ein bleiausgekleidetes Aluminiumgehäuse 78. Der Hochspannungsstecker 17 ist zylindrisch ausgeführt, es sind jedoch, wie für den Fachmann einzusehen, zahlreiche sonstige Formen in die vorliegende Erfindung einbezogen.
  • Um den exponierten Endabschnitt von Leitern 82 zu isolieren, d. h. den Abschnitt, der sich innerhalb der Röhre 10 zwischen dem Ende eines Isolators 80 und dem keramischen Isolator 13 erstreckt, ist das Hochspannungssteckergehäuse 78 mit einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Epoxidharz 70, gefüllt. Das Epoxidharz 70 kann Füllstoffe wie A1203, oder AlN- oder BN-Pulver enthalten. Um die Wärmeleitfähigkeit weiter zu erhöhen, ist das Epoxidharz 70 alternativ mit Kiesen ähnlicher Materialien gefüllt. Ferner kann ein Block aus A1203 als Teil des Wärmeleitungspfads sowie eine Hochspannungsisolierung in Epoxidharz verwendet werden.
  • Die Abschirmeinrichtung 74 in dem (koaxial zu der Achse 87) zentralen Bereich ermöglicht eine wesentliche Reduzierung des um den Hochspannungsleiter und dessen Verbindungen herrschenden elektrischen Feldes, wodurch die unerwünschten Teilentladungen reduziert werden. Die Abschirmeinrichtung ist beispielsweise als ein Faraday-Becher (-Käfig) ausgeführt.
  • Die federbelasteten Kontakte 76, beispielsweise ein federbelasteter Pogo-Pin, vereinfachen ein fluchtendes Ausrichten der Pins und ermöglichen eine robuste Handhabung.
  • Der (bleiausgekleidete) Hochspannungsstecker 17 umschließt das Epoxidharz 70 und ist an das Röhrengehäuse gekuppelt, der Hochspannungsstecker 17 weist ferner einen Hochspannungskabelanschluss 72 auf.
  • Der Hochspannungsstecker 17 umfasst ferner ein bleiausgekleidetes Gehäuse 78, das mit dem Röhrengehäuse 12, bei spielsweise an einem seiner Enden, wie veranschaulicht, verbunden ist. Das bleiausgekleidete Aluminiumgehäuse 78 ist als ein alternative Materialien, beispielsweise Aluminium, enthaltendes Gehäuse ausgeführt.
  • Das Hochspannungskabel 28 umfasst einen oder mehrere elektrische Leiter 82, die entlang der Mitte des Anschlusskabels 28 angeordnet sind und eine Schicht aus Hochspannungsisolierung 80, die die Leiter 82 umgibt. Wie oben erwähnt, können ein einzelner fester Leiter 82 oder mehrere Leiter vorhanden sein. Das Hochspannungskabel 28 ist an den Hochspannungskabelanschluss angeschlossen, so dass das Hochspannungskabel die Abschirmeinrichtung 74 oder, wie für den Fachmann einzusehen, alternative elektrisch leitende Mittel berührt.
  • Das Hochspannungskabel 28 wird durch eine Öffnung in dem Steckergehäuse 78 in den Hochspannungsstecker 17 eingeführt. Die Öffnung 72 ist gewöhnlich querverlaufend zu der Achse 87 angeordnet. Die Leiter 82 ragen über das Ende der Isolationsschicht 80 hinaus und sind durch das Röhrengehäuse 12 geführt und kämmen mit einem mit der Kathode 14 verbundenen elektrischen Koppelelement 38. Das Koppelelement 38 und die Kathode 14 werden durch den Isolator 13 getragen, der in das Ende der Röhre 10 eingesetzt ist und aus keramischem Material oder dergleichen gefertigt ist.
  • Die Leiter 82 enthalten gewöhnlich Kupfer, und die Isolierung 80 enthält ein Material, wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Gummi. Ein solches Material verleiht dem Hochspan nungskabel 28 Flexibilität und gleichzeitig eine ausreichende Isolierung gegen die darin herrschende elektrische Hochspannung.
  • In Betrieb wird die Röntgenstrahlenquelle aktiviert und Hochspannungsladung fließt durch den Hochspannungsleiter und in die Abschirmeinrichtung. Gleichzeitig minimiert der keramische Isolator aufgrund der zuvor beschriebenen einzigartigen Konstruktion das elektrische Feld und potentielle Bogenentladungen.
  • Ein Hochspannungsisolatorsystem 11 für eine monopolare Röntgenröhre 10 umfasst eine Oberseite eines Isolators 13 mit einem im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitt 56. Eine Unterseite 62 des Isolators 13 definiert eine ebene Fläche, auf der die Hochspannungskontakte 76 eingerichtet sind, um federbelastete Stifte 76 von Hochspannungssteckern 17 aufzunehmen. Ein als Flansch ausgebildeter äußerer Rand 66 der Oberseite 50 und der Unterseite 62 ist geeignet ausgebildet, um an einen Hochspannungsstecker 17 anzukuppeln. Die Oberseite 50 definiert einen inversen konusförmigen zentralen Kanal 52, der koaxial zu dem konusförmigen mittleren Abschnitt 56 ist und geeignet ausgebildet ist, um den Hochspannungsleiter 54 aufzunehmen. Der im Wesentlichen konusförmige Abschnitt 56 definiert ferner den inversen konusförmigen Kanal 52 so, dass an einer kegelförmigen Spitze 69 des im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitts 56 eine Basis 58 des inversen konusförmigen Kanals 52 definiert ist.
  • Aus dem vorausgehenden ist ersichtlich, dass dem Stand der Technik eine neues Hochspannungssystem hinzugefügt wird. Es versteht sich, dass die vorhergehende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels lediglich der Veranschaulichung einiger von vielen speziellen Ausführungsbeispiele dient, die Anwendungen der Grundzüge der vorliegenden Erfindung repräsentieren. Dem Fachmann sind zahlreiche und andersartige Anordnungen offensichtlich, ohne dass der durch die nachfolgenden Ansprüche definierte Schutzumfang der Erfindung berührt ist.

Claims (10)

  1. Hochspannungsisolatorsystem 11 für eine monopolare Röntgenröhre (10), zu dem gehören: eine erste Seite (50) eines Isolators (13), wobei die erste Seite (50) einen im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitt (56) aufweist; eine zweite Seite (62) eines Isolators (13), der eine ebene Fläche definiert, die zur Kopplung an einen Hochspannungsstecker (17) eingerichtet ist; und ein mit Flansch versehener äußerer Rand (66) der ersten Seite (50) und der zweiten Seite (62), wobei der als Flansch ausgebildete äußere Rand (66) zur Kopplung an den Hochspannungsstecker (17) eingerichtet ist; wobei die erste Seite (50) einen inversen konusförmigen zentralen Kanal (52) definiert, der koaxial zu dem konusförmigen mittleren Abschnitt (56) angeordnet und zur Aufnahme des Hochspannungsleiters (54) ausgebildet ist, und wobei der im Wesentlichen konusförmige Abschnitt (56) ferner den inversen konusförmigen Kanal (52) so definiert, dass an einer kegelförmigen Spitze (69) des im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitts (56) eine Basis (58) des inversen konusförmigen Kanals (52) definiert ist.
  2. System (11) nach Anspruch 1, zu dem ferner ein Hochspannungsstecker (17) gehört, der ein Epoxidharz (70) umschließt und der an den mit Flansch versehenen äußeren Rand (66) gekuppelt ist, wobei der Hochspannungsstecker (17) ferner einen Hochspannungskabelanschluss (72) umfasst.
  3. System (11) nach Anspruch 2, zu dem ferner ein Hochspannungskabel (28) gehört, das an den Hochspannungskabelanschluss (72) gekoppelt ist, so dass das Hochspannungskabel (28) den elektrischen Leiter (54) berührt.
  4. System (11) nach Anspruch 2, bei dem das Epoxidharz (70) den elektrischen Leiter (54) umgibt.
  5. System (11) nach Anspruch 4, bei dem das Epoxidharz (70) mindestens eine der Substanzen Al2O3-Pulver, AlN-Pulver, BN-Pulver oder Kiese ähnlicher Materialien umfasst.
  6. System (11) nach Anspruch 4, zu dem ferner eine Profildichtung (15) gehört, wobei die Profildichtung (15) zwischen der zweiten Seite (62) und dem Epoxidharz (70) durch eine Kompressionskraft zusammengedrückt ist, wobei die Kompressionskraft von einer federbelasteten Vorrichtung (76) ausgeübt ist.
  7. System (11) nach Anspruch 6, bei dem die Profildichtung (15) Siliconkautschuk oder eine Substanz mit gegenüber Siliconkautschuk ähnlichen elektrochemischen Eigenschaften enthält.
  8. System (11) nach Anspruch 6, bei dem die Profildichtung (15) kegelig zulaufend ausgebildet ist.
  9. System (11) nach Anspruch 1, bei dem sowohl die erste Seite (50) als auch die zweite Seite (62) Keramik oder eine Substanz mit gegenüber Keramik ähnlichen Eigenschaften enthalten.
  10. Verfahren zum Zusammenbau eines Hochspannungssystems (11) für eine monopolare Röntgenröhre (10), zu dem die Schritte gehören: Anschließen eines keramischen Isolators (13) an eine Röntgenröhre (10), wobei zu dem keramischen Isolator (13) gehören: eine erste Seite (50) mit einem im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitt (56), eine zweite Seite (62), die eine ebene Fläche definiert, die mindestens einen Hochspannungskontakt aufweist, um federbelastete Stifte (76) von einem Hochspannungsstecker (17) aufzunehmen, und ein als Flansch ausgebildeter äußerer Rand (66) der ersten Seite (50) und der zweiten Seite (62), wobei die erste Seite (50) einen inversen konusförmigen zentralen Kanal (52) definiert, und der im Wesentlichen konusförmige Abschnitt (56) ferner den inversen konusförmigen Kanal (52) so definiert, dass an einer kegelförmigen Spitze (60) des im Wesentlichen konusförmigen mittleren Abschnitts (56) eine Basis (58) des inversen konus-förmigen Kanals (52) definiert ist; Zusammendrücken einer Profildichtung (15) zwischen dem keramischen Isolator (13) und einem Epoxidharz (70); und Anschließen eines bleiausgekleideten Hochspannungssteckers (17) an den keramischen Isolator (13).
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