DE1099095B - Drehanoden-Roentgenroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die tellerförmige, aus einem homogenen Wolframkörper bestehende Anode einer Drehanoden-Röntgenröhre derart zu prägen, daß der Anodenteller an seinem Rande in der Umgebung der ringförmigen Elektronenaufprallfläche eine wulstförmige Verdickung aufweist und in der Mitte entsprechend dünner gehalten ist. Ein solcher Teller läßt besonders bei Belastungsdauern von etwa 1 bis 3 Sekunden eine wesentliche Belastungssteigerung gegenüber einem gleich schweren üblichen Anodenteller von gleichmäßiger Dicke erzielen, was darauf zurückzuführen ist, daß die in unmittelbarer Nähe der Brennfleckbahn konzentrierte Anodenmasse auf sehr kurzen Wärmeleitungswegen und daher schnell und ohne große Temperaturunterschiede erwärmt werden kann. Bei dem vorgeschlagenen wulstförmigen Anodenteller ist es aber immer noch von Nachteil, daß der relativ wenig erwärmte mittlere Tellerteil durch die Wärmeausdehnung des ringförmigen, stark erhitzten Anodenteils, ähnlich wie der übliche Anodenteller, sehr stark auf Zug und Druck beansprucht wird, was zu Verwerfungen, Schrumpfungen und sogar zu einem Springen des Anodentellers führen kann.

Bei einer anderen, bekannten Röntgenröhre ist die Elektronenauf prallfläche durch die Schnittfläche bürstenartig eng nebeneinanderstehender Wolframdrähte gebildet, die in einer Ringnut eines Tragkörpers verankert sind. Die Wärmeableitung erfolgt dabei im wesentlichen in Richtung der Drahtlängsachsen, so daß der Wärmefluß überwiegend an der Sohle der Ringnut in den Tragkörper eintritt. Es lag daher bei dieser Röntgenröhre nahe, dem Tragkörpermaterial unterhalb dieser Sohle noch eine hinreichende Dicke zu geben. Diese Maßnahmen verboten dann aus Gewichtsgründen, den gesamten Teller so dick zu machen, wie es der Länge der Wolframdrähte und der darunter noch erforderlichen Materialdicke entsprochen hätte, so daß auf diese Weise der Teller der Röntgenröhre einen dünnen Mittelteil und einen wulstartigen Tragkörperrand erhielt. Auch bei diesem Anodenteliter ist es nachteilig, 'daß der dünne Mittelteil des Tellers durch die Wärmeausdehnung des ringförmigen Teiles sehr stark beansprucht wird, so daß es zu Beschädigungen, unter Umständen auch zur Zerstörung des Anodentellers kommen kann.

Es ist weiter bekannt, den Anodenkörper einer Drehanoden-Röntgenröhre nach Art eines Kegelstumpfmantels auszubilden, indem alle diejenigen Teile eines üblichen Wolframtellers weggelassen werden, welche sonst beim Betrieb der Röhre auf einer niedrigeren Temperatur bleiben würden als die hellglühende Brennfleckzone. Dieser ringförmige Körper weist nur stellenweise über die Brennfleck-Drehanoden-Röntgenröhre

Anmelder:

Siemens -Reiniger-Werke

Aktienges ells chaf t,
Erlangen, Luitpoldstr. 45-47

Kurt Dietz, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

bahnbreite hinausreichende Vorsprünge auf, die als Widerlager für kleine Klauen einer mit der Anodenachse starr verbundenen Blechscheibe dienen. Die Wärmekapazität und damit die Belastbarkeit eines derartigen Anodenkörpers ist jedoch sehr gering.
Erfindungsgemäß ist daher eine Drehanoden-Röntgenröhre mit ringförmigem Anodenkörper, der über besondere Verbindungsglieder mit seiner zentralen Halterung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkörper als dicker, wulstartiger Ring ausgebildet ist, bei dem eine der gesamten Masse

eines üblichen Anodentellers etwa entsprechende Masse des Anodenmaterials in der Umgebung der ringförmigen Elektronenaufprallfläche konzentriert ist.

Bei einem derart geformten Anodenkörper kann bei einer Belastungsdauer von etwa 1 bis 3 Sekunden die Belastung wesentlich höher sein als bei einem gleich schweren üblichen Anodenteller. Das ist dadurch möglich, daß infolge der Konzentration der Masse des Anodenmaterials eines üblichen Anodentellers auf die unmittelbare Nähe der Brennfleckbahn kurze Wärmeleitungswege zwischen der Brennfleckbahn und der Masse <des Anodenmaterials vorhanden sind.

In vorteilhafter Weise wird der erfindungsgemäße Anodenkörper über eingespannte Federscheiben, die in Nuten des Anodenringes eingreifen, mit der Anodenachse verbunden. Dadurch läßt sich bei geringer Wärmeabfuhr zur Anodenachse eine stabile Verbindung zwischen Anodenring und Anodenachse erzielen. Ferner haben die eingespannten Federscheiben mehr noch als sonstige dünne oder stegartige Verbindungsglieder zwischen Anodenring und Anodenachse den Vorteil, daß in der Kugellagerung entfachte Schwingungen nicht auf den Anodenring übertragen werden können. Vor allem die störenden Rückschläge auf die Lagerung werden hierdurch ver-

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mieden. Diese Konstruktion laßt einen geräuscharmen Lauf der Anode erzielen.

Die als Wärmestau wirkenden dünnen Verbindungsglieder zwischen dem Anodenring und dessen Lagerelementen verschlechtern zwar die Wärmeableitung von der Anode. Die dadurch verringerten Abkühlungseigenschaften der Anode kann man jedoch durch eine vergrößerte Abstrahlfäbigkeit des Anodenkörpers ausgleichen, indem man dessen Oberfläche durch vorzugsweise auf der Rückseite vorgesehene Kühlrippen vergrößert.

Die Wärmekapazität des Anodenringes und die durch die dünnen Verbindungsglieder verringerte Wärmeableitung zur Anodenachse läßt es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zu, das kathodennahe Lager der Drehanode etwa in die Ebene des Anodenringes zu verlegen. Die auf dieses Lager bei betriebsmäßig horizontal angeordneter Röhrenlängsachse von der Anode her ausgeübten Kräfte werden dadurch zufolge einer Verkürzung des Hebelarmes zwischen Anode und Lager wesentlich verringert. Die Verkürzung des Anodenstieles bzw. der Fortfall dieses Stieles bei in den Anodenring hinein verlegtem Lager ergibt außer/dem eine günstige Verkürzung der Gesamtlänge der Röntgenröhre.

Die ringförmige Anode kann entweder aus reinem massivem Wolfram oder z. B. aus Wolfram und Molybdän als Verbundkörper bestehen. Der Anodenring wird dabei durch Pressen bei sehr hohem Druck und gleichzeitiger Erhitzung hergestellt. Eine weitere Herstellungsmöglichkeit für den Anodenring besteht darin, daß man ihn aus Wolframbändern wickelt. Ein solcher gewickelter Anodenring hat den Vorteil, daß sich die mechanischen Spannungen im Material leicht ausgleichen können und dadurch ein Aufrauhen der bei der Herstellung zur Erzielung einer hohen Dosisausbeute zweckmäßig glattgeschliffenen Oberfläche vermieden wird.

In den Fig. 1 bis 5 sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. In der Schnittdarstellung der Flg. 1 ist ein Wolframring 1 über zwei in das Ende eines Anodenstieles 2 eingespannte Federscheiben 3, 4 befestigt, indem diese Federscheiben in Nuten des Ringes 1 eingreifen. In der Fig. 2 ist der Teller nach der Fig. 1 in der Draufsicht dargestellt.

In der Fig. 3 ist im Schnitt ein aus Wolframband gewickelter Anodenring 5 dargestellt, der durch mehrere Bolzen 6, 7 an einem inneren Haltering 8 befestigt ist. In diesen inneren Haltering 8 greifen wiederum, wie im Falle der Anordnung nach Fig. 1 und 2, Federscheiben 9, 10 ein, mit denen der Ring am Anodenstiel 11 befestigt ist.

In der Fig. 4 ist eine Anode mit ihren Lagerelementen dargestellt. Der Anodenring 13, in den an der Unterseite zur Vergrößerung der abstrahlenden Oberfläche Rillen eingeprägt sind, ist über zwei Scheiben 15,16 mit einem kappenförmigen Bauteil 17

ίο verbunden, das mit dem mit einem Eisenrohr 18 hinterlegten Kupferzylinder 19 des Drehanodenrotors und mit den äußeren Lauf ringen der Kugellager 20, 21 verbunden ist. Das becherförmige Bauteil 17 ist dabei mit dem oberen Kugellager 20 über ein Zwischenglied 22 derart verbunden, daß zwischen den Verbindungsgliedern 15, 16 und diesem Lager ein langer Wärmeleitungsweg besteht.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Anode nach Fig. 4 ist in der Fig. 5 dargestellt, bei der die Verbindungsglieder 23 an der im Betrieb kältesten Stelle des Anodenringes befestigt sind.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Drehanoden-Röntgenröhre mit ringförmigem Anodenkörper, der über besondere Verbindungsglieder mit seiner zentralen Halterung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkörper als dicker, wulstartiger Ring ausgebildet ist, bei dem eine der gesamten Masse eines üblichen Anodentellers etwa entsprechende Masse des Anodenmaterials in der Umgebung der ringförmigen Elektronenaufprallfläche konzentriert ist.

2. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkörper über eingespannte Federscheiben, die in Nuten des Anodenkörpers eingreifen, mit der Anodenachse verbunden ist.

3. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Anodenkörper zugekehrte Lager der Drehanode in der Ebene des ringförmigen Anadenkörpers liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 707 070, 748 187,
947 998;

österreichische Patentschriften Nr. 141 595,
168 037;

britische Patentschrift Nr. 748187.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen