DE19906854A1 - Drehanode für eine Röntgenröhre und Verfahren zur Herstellung einer solchen Drehanode - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehanode für eine Röntgenröhre, welche einen aus einem eine Targetfläche tragenden Targetteil (3) und einem mit diesem durch eine erste Lötverbindung (5) verbundenen Graphitteil (4) zusammengesetzten Anodenteller (1) und ein mit dem Anodenteller (1) durch eine zweite Lötverbindung drehfest verbundenes Wellenteil (2) aufweist. Dabei sind die erste und die zweite Lötverbindung (5 bzw. 8) durch Lote unterschiedlicher Schmelzpunkte bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehanode für eine Röntgenröhre, welche einen aus einem eine Targetfläche tragenden Targetteil und einem mit diesem durch eine erste Lötverbindung verbunde­ nen Graphitteil zusammengesetzten Anodenteller und ein mit dem Anodenteller durch eine zweite Lötverbindung drehfest verbundenes Wellenteil aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dreh­ anode.

Bei bekannten Drehanoden dieser Art ist das Wellenteil mit einem rotierenden Lagerteil einer der drehbaren Lagerung der Drehanode dienenden Wälz- oder Gleitlagerung verbunden.

Gewöhnlich werden die erste und die zweite Lötverbindung mit dem gleichen Lot, nämlich Zirkonium, ausgeführt, wobei die erste Lötverbindung als Ofenlötung und die zeitlich nach der ersten Lötverbindung erfolgende zweite Lötverbindung als Elektronenstrahllötung ausgeführt wird.

Die zweite Lötverbindung wird deshalb als Elektronenstrahl­ lötung ausgeführt, um thermische Schädigungen der bereits ausgeführten ersten Lötverbindung zu vermeiden. Infolge der Ausführung der zweiten Lötverbindung als Elektronenstrahl­ lötung gestaltet sich der Herstellprozeß technisch aufwendig und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehanode der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu deren Herstel­ lung so auszubilden, daß die Voraussetzungen dafür gegeben sind, eine einfache und kostengünstige Herstellung der Dreh­ anode zu gewährleisten, ohne daß die Gefahr besteht, daß be­ reits bei der Herstellung der Drehanode Schädigungen zeitlich aufeinanderfolgend hergestellter Lötverbindungen auftreten.

Nach der Erfindung wird der eine Drehanode betreffende Teil dieser Aufgabe gelöst durch eine Drehanode für eine Röntgen­ röhre, welche einen aus einem eine Targetfläche tragenden Targetteil und einem mit diesem durch eine erste Lötverbin­ dung verbundenen Graphitteil zusammengesetzten Anodenteller und ein mit dem Anodenteller durch eine zweite Lötverbindung drehfest verbundenes Wellenteil aufweist, wobei die erste und die zweite Lötverbindung durch Lote unterschiedlicher Schmelzpunkte bewirkt sind.

Infolge der Verwendung von Loten unterschiedlicher Schmelz­ punkte besteht also im Falle der Erfindung die Möglichkeit, die beiden Lötverbindungen entsprechend der Lösung des ein Herstellungsverfahren betreffenden Teils der Aufgabe sequen­ tiell derart herzustellen, daß die Lötverbindung mit dem den höheren Schmelzpunkt aufweisenden Lot vor der Lötverbindung mit dem den niedrigeren Schmelzpunkt aufweisenden Lot ausge­ führt wird, so daß Vorschädigungen der zuerst hergestellten Lötverbindung im Zusammenhang mit der Herstellung der an­ schließend durchzuführenden Lötverbindung praktisch ausge­ schlossen sind. Es ist dann gemäß einer Variante der Erfin­ dung auch möglich, beide Lötverbindungen problemlos als Ofen­ lötungen auszuführen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Lot der ersten Lötverbindung einen höheren Schmelzpunkt als das Lot der zweiten Lötverbindung aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß die in der Regel eine längere Lötzeit er­ fordernde Verlötung des Targetteils mit dem Graphitteil zeit­ lich vor der Verlötung des Wellenteils mit dem Anodenteller erfolgt, so daß die andernfalls gegebene Gefahr von Vor­ schädigungen der zweiten Lötverbindung ausgeschlossen ist.

Gemäß einer Variante der Erfindung sind für diesen Fall als Lot für die erste Lötverbindung Zirkonium und als Lot für die zweite Lötverbindung Vakovit vorgesehen. Bei Vakovit (Legie­ rungszusammensetzung: 51 Ni 1 Cr 48 Fe) handelt es sich um eine sogenannte Ausdehnungslegierung, die in der Vakuumtechnik als Werkstoff für Zwischenteile Verwendung findet, die Bauteile aus Werkstoffen stark unterschiedlicher thermischer Ausdeh­ nungskoeffizienten, z. B. Glas und Molybdän, miteinander ver­ binden. Der Schmelzpunkt von Vakovit liegt mit 1.430°C deut­ lich unter dem von Zirkonium (eutektische Löttemperatur für Zirkonium: 1.550°C), so daß eine Vorschädigung der ersten Lötverbindung während der Herstellung der zweiten Lötverbin­ dung praktisch ausgeschlossen ist. Vakovit, das übrigens wesentlich billiger als Zirkonium ist, wurde bisher nicht als Lot verwendet.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Wellen­ teil aus einem metallischen Werkstoff gebildet und mittels der zweiten Lötverbindung mit dem aus einem metallischen Werkstoff gebildeten Targetteil verbunden ist. Der Umstand, daß dann im Falle der ersten und der zweiten Lötverbindung unterschiedliche Werkstoffpaarungen, nämlich Graphit und Me­ tall im Falle der ersten Lötverbindung und Metall mit Metall im Falle der zweiten Lötverbindung, vorliegen, erleichtert die Verwendung von Loten unterschiedlicher Schmelzpunkte.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen schematischen Figur der beigefügten Zeichnung veranschau­ licht, die eine erfindungsgemäße Drehanode im Längsschnitt zeigt.

Die in der Figur dargestellte, zu einer mit M bezeichneten Mittelachse wenigstens im wesentlichen rotationssymmetrische Drehanode ist aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Anoden­ teller und einem im Falle des beschriebenen Ausführungsbei­ spiels trichterförmiges Rohrteil ausgeführten Wellenteil 2 zusammengesetzt.

Der Anodenteller 1 seinerseits ist aus einem ringscheibenför­ migen Targetteil 3 und einem ringförmigen Graphitteil 4 zu­ sammengesetzt. Das Targetteil 3 und das Graphitteil 4 sind an ihren einander zugewandten Stirnflächen durch eine erste Löt­ verbindung 5, welche beispielsweise mit Zirkonium als Lot ausgeführt ist, verbunden.

Das Targetteil 3 ist in an sich bekannter Weise aus einer metallischen Legierung hergestellt, die als wesentliche Be­ standteile Molybdän und Wolfram enthält. Das Targetteil 3 ist im Bereich des äußeren Randes seiner von dem Graphitteil 4 abgewandten Stirnfläche mit einer kegelstumpfförmigen Target­ fläche versehen, auf die im Betrieb der Röntgenröhre der von der Kathode der Röntgenröhre ausgehende Elektronenstrahl auf­ trifft. Im Bereich dieser Targetfläche ist das Targetteil 3 mit einer Schicht 6 einer Legierung versehen, die im wesent­ lichen Wolfram und Rhenium enthält.

Das im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels aus einer als TZM bezeichneten Legierung, die Tungsten (d. h. Wolfram), Zirkonium und Molybdän enthält, gebildete Wellenteil 2 ist mittels eines Gewindes 7 in die Bohrung des Targetteils 3 eingeschraubt und mit diesem durch eine zweite Lötverbindung 8 drehfest verbunden. Die zweite Lötverbindung ist mit einem Lot, beispielsweise Vakovit, ausgeführt, das einen niedrige­ ren Schmelzpunkt aufweist als das bei der ersten Lötverbin­ dung 5 verwendete Lot.

Dabei ist die erste Lötverbindung 5 zeitlich vor der zweiten Lötverbindung 8 hergestellt, wodurch infolge der niedrigeren Schmelztemperatur des bei der zweiten Lötverbindung 8 verwen­ deten Lotes eine Schädigung der ersten Lötverbindung 5 ausge­ schlossen ist, selbst wenn die erste und die zweite Lötver­ bindung 5, 8 als Ofenlötungen ausgeführt werden.

Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels findet ein rohrförmiges Wellenteil 2 Verwendung. Es kann im Rahmen der Erfindung jedoch auch ein massives Wellenteil zum Einsatz kommen.

Das Wellenteil 2 ist im Falle des beschriebenen Ausführungs­ beispiels an dem Anodenteller 1 angebracht, indem es mit dem Targetteil 3 verbunden ist. Es besteht im Rahmen der Erfin­ dung aber auch die Möglichkeit, das Wellenteil 2 mit dem Gra­ phitteil 4 zu verbinden.

Die im Zusammenhang mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel genannten Werkstoffe für die Lote der ersten und der zweiten Lötverbindung sowie für das Targetteil 3 und das Wellenteil 2 sind nur beispielhaft zu verstehen.

Für das Targetteil 3 kommen beliebige hochschmelzende, vaku­ umtaugliche, erforderlichenfalls röntgenemissive, Materialien in Frage, die sich mit dem Graphitteil 4 verlöten lassen. Für das Wellenteil 2 kommen alle vakuumtauglichen und ausrei­ chende Festigkeitseigenschaften aufweisenden Werkstoffe in Frage, die eine Lötverbindung mit dem Anodenteller 1, d. h. dem Werkstoff des Targetteils 3 und/oder des Graphitteils 4, zulassen. Als Lote für die erste Lötverbindung kommen alle Lote in Frage, die eine Lötverbindung des Targetteils 3 mit dem Graphitteil 4 ermöglichen und einen höheren Schmelzpunkt als das im Falle der zweiten Lötverbindung verwendete Lot aufweisen. Umgekehrt kommen für die zweite Lötverbindung alle Lote in Frage, die zur Herstellung einer Lötverbindung zwi­ schen dem Werkstoff des Wellenteils 2 und dem Werkstoff des Targetteils 3 und/oder des Graphitteils 4 geeignet sind und einen Schmelzpunkt aufweisen, der niedriger als der des im Falle der ersten Lötverbindung verwendeten Lotes ist.

Es ist im Rahmen der Erfindung bei geeigneter Wahl der Lote auch möglich, die Lötverbindung zwischen dem Wellenteil 2 und dem Anodenteller 1, d. h. dem Targetteil 3 und/oder dem Gra­ phitteil 4, zeitlich vor der Lötverbindung zwischen dem Tar­ getteil 3 und dem Graphitteil 4 auszuführen.

Claims (6)

1. Drehanode für eine Röntgenröhre, welche einen aus einem eine Targetfläche tragenden Targetteil (3) und einem mit die­ sem durch eine erste Lötverbindung (5) verbundenen Graphit­ teil (4) zusammengesetzten Anodenteller (1) und ein mit dem Anodenteller (1) durch eine zweite Lötverbindung drehfest verbundenes Wellenteil (2) aufweist, wobei die erste und die zweite Lötverbindung (5 bzw. 8) durch Lote unterschiedlicher Schmelzpunkte bewirkt sind.

2. Drehanode nach Anspruch 1, bei der das Lot der ersten Löt­ verbindung (5) einen höheren Schmelzpunkt als das Lot der zweiten Lötverbindung (8) aufweist.

3. Drehanode nach Anspruch 2, bei der als Lot für die erste Lötverbindung (5) Zirkonium und als Lot für die zweite Löt­ verbindung (8) Vakovit vorgesehen ist.

4. Drehanode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Wellenteil (2) aus einem metallischen Werkstoff gebildet und mittels der zweiten Lötverbindung (8) mit dem aus einem metallischen Werkstoff gebildeten Targetteil (3) verbunden ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Drehanode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Lötverbindung (5) mit dem ei­ nen höheren Schmelzpunkt aufweisenden Lot zeitlich vor der Lötverbindung (8) mit dem einen niedrigeren Schmelzpunkt auf­ weisenden Lot ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem beide Lötverbindungen (5, 8) als Ofenlötungen ausgeführt werden.