DE2009538A1

DE2009538A1 - Drehanoden Röntgenröhre

Info

Publication number: DE2009538A1
Application number: DE19702009538
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing 8520 Erlangen GOIt 1 17 Silbermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-02-28
Filing date: 1970-02-28
Publication date: 1971-09-09
Also published as: FR2078933A5; SE358992B; US3763387A; GB1294625A; DE2009538C3; DE2009538B2

Description

Drehanoden-Röntgenröhre

Die Erfindung betrifft eine Drehanoden-Röntgenröhre mit einer Anode, deren Brennfleckbahn durch Trennfugen unterteilt*ist. Die gesamte Anode besteht dabei aus schwerschmelzbarem Material und hat etwa die Form eines Tellers, Topfes oder Ringes etc., von welchem die bei der Strahlenerzeugung entstehende Wärme abgestrahlt wird.

Bei Drehanoden-Röntgenröhren erwärmt sich die Anode durch die Elektronen, die in der,Brennfleckbahn abgebremst werden. Dadurch treten zwischen den noch kälteren Teilen der Anode und der Brennfleckbahn mechanische Spannungen auf, die sur Bildung von Rissen führen können. Unter Einfluß der Zentrifugalkraft kann dies ein Zerspringen der Anoä® und damit dia Zerstörung der Röhre bewirken. Das Entstehenx&r Spannungen 1st darauf zurückzuführen, daß die Belastung in den meisten Fällen so schnell vor sich geht» daß die Abwanderungsgeschwindigkeit der "Wärme nach den übrigen Teilen der Anode hin nicht ausreicht, um die Spannungen immer unterhalb gefährlicher Beanspruchungen zu haiten_o Insbesondere bei Anoden aus Wolfram und Molybdän ist die Reißgefahr großj weil bei diesen Materialien Zonen, die noch kälter als 200⁰C sind, wesentlich größere Sprödigkeit aufweisen als diejenigen»- die wärmer Bind. Man muß daher bei <ü©n zur Zeit allgemein UbIi=* chen Tellern die Belastung so einrichten, daß eich die Erwärmung

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über einen Zeitraum verteilt, der für die Abwanderung der Wärme, ausreicht, so daß gefährliche Spannungen vermieden sind. Die dadurch sich ergebende Verlängerung der Belichtungszeit ist aber unerwünscht, weil sie Momentaufnahmen unmöglich macht.Pur den üblichen Durchmesser von 10 cm ergibt sich immerhin ein Zeitbedarf von ca. 20 - 40 see.

Bei bekannten Drehanoden-Röntgenröhren, bei denen die Brennfleckbahn Trennfugen aufweist, entstehen die Fugen als Anstoßstellen aufgewickelter Bänder oder übereinander gesteckter Rohre bzw. in die Brennfleckbahn büretenartig eingesetzterDrahtstücke. Auch dabei besteht aber die eigentliche Anode aus einer vom Zentrum bis zur Peripherie durchgehenden Platte. Damit ist auch bei dieser bekannten Unterbrechung der Brennfleckbahn zur Verhinderung von Aufrauhungen das Auftreten von Sprüngen, die zum Zerbrechen der Anodenplatte führen, nicht gebannt.

Sine Abhilfe erhoffte man sich bei ebenfalls bereits bekanntgewordenen Drehanoden, bei denen die Brennfleckbahn an der Oberfläche eines Ringes liegt. Dadurch sollte wegen der kurzen V.'ärmeleitungswege eine Erhöhung der Belastbarkeit ersielbar sein. Andererseits sollte die gegenüber der Drehachse entstehende Spannung durch speichenartige elastisch verformbare Halterungen abgefedert werden. Der Ring weist aber im Vergleich zu den bekannten Anodentellern nur kleine Oberfläche auf und hat auch nur geringe Berührungsflächen mit den Halterungsmitteln, die zur Achse hin sich erstrecken. Damit zeigt er aber geringere Wärmeleitung und insbesondere verminderte Viärmeabstrahlung als die Anoden mit der üblichen Tellerform, so daß auch bei der Ringform Spannungen auftreten.

Erfittdungsgemäß sind die obengenannten Nachteile dadurch vermieden, daß die Trennfugen neben der Brennfleckbahn auch den AnodenJcörper durchdringen. Bei dieser Ausbildung ist der ring-

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förmige Teil der Anode, der sieh bei der Strahlend zeugung: erhitzt xanä ätark äitiedeiinty In kleinere» gegeneinander verschiebbare Teile unterbrochen. Damit kann die Ausdehnung gegenüber dem übrigen kälteren Material keine schädlichen Verspannungen mehr erzeugen. Als optimale unterteilung von Platten mit z.B. TOO mm Durchmesser und 4 bis 6 mm Dicke, die aus Wolfram oder einem anderen schwerschmelzbaren Stoff bestehen, ist dabei an 3 bis 4 !Teile am denken, weil dann nur wenige Trennftigen erhalten werden und trotzdem keine großen Ausdehnungen und Verschiebungen gegeneinander entstehen» .

Die Teile, welche bei den üblichen Anodentellern oder bei Hinganöden die Form von Sektoren haben und aus schwerschmelzbaren Stoffen hoher Ordnungszahl bestehen, etwa \volfram,; Molybdän, Legierungen von Violfram und Rhenium etc, können durch Klammern * etwa einen Ring,zusammengehalten werden, der aus dem gleichen oder ähnlichem Material besteht wie die Anodenteile. Dann besitzt die Klammerung bei der Erwärmung ähnliche-Eigenschaften wie die unterteilte anode und das Zusammenhalten der Teile ist gewährleistet. Der klammernde Ring kann z.B. an der Unterseite der Anode in eine ringförmige, konzentrisch zur Drehachse liegende Ifut eingesetzt oder eingelötet sein. Heben den obengenannten Metallen kann für die Anode auch ein aus Schichten be- j stehendes Verbundmaterial benutzt werden. Bin solches besteht etwa aus einem schwerschmelzbaren Träger, z.B. Graphit,und einer aufgespritzten, aufgelöteten etc. Schicht aus schwerschmelzbarem Metall wie Wolfram und seine Legierungen.

Die Seltenränder der Teile der Anode, die in den Trennfugen aneinander stoßen, werden zweckmäßigerweiae einander hinterschneidend, z.B. überlappend, ausgeführt, so daß keine durch die Dicke der Anodenplatte gehenden Spalten entstehen, die für die Elektronen der Kathode durchlässig sind. Dabei ist es wesentlich,

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daß die Trennfugen wenigstens teilweise in anderer Richtung verlaufen, als die von der Kathode kommenden Elektronen. Auch in radialer Richtung können die Trennfugen von der Geraden abweichen. Sie können z.B. die Form einer Verzahnung etc. aufweisen. Die Anodenteile können weiterhin aur zusätzlichen Stabilisierung insbesondere an ihren Unterseiten mit Versteifungen wie Hippen etc. versehen sein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungobeispiele erläutert.

In der Fig. 1 ist das perspektivische Schaubild einer erfindungsgemäßen Röntgenröhre dargestellt und

in der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab die Anodenplatte, bei der ein Sektor herausgenommen ist.

In der Figur 1 ist mit 1 der gläserne Kolben der Röhre 2 bezeichnet. An beiden Enden dea zylindrischen Glaskolbens 1 sind in bekannter Weise einander gegenüberliegend die Kathodenkombination 3 und die Anodenkombination 4 angeordnet. Die Kombination 3 umfaßt die Halterung 5 mit der Abschirmung 6, in welcher die in der Figur verdeckte Glühkathode untergebracht ist. Die Kombination 4 besteht aus dem Ro»tor 7 und der Anodenplatte 8 mit 100 mm Durchmesser und 6 mm Dicke, die aus den Sektoren 9, 10, 11 und 12 zusammengesetzt ist. Auf den Sektoren befinden sich in der bei Anodenplatten bekannten Weise die Brennfleckbahnen 13 und 14. Die Platte 8 ist an der Achse 15 mittels der Schraube befestigt.

Zur Strahlenerzeugung werden an die Röhre über den Anodenstutzen 17 sowie die Leitungen 18, 19 und 20 die notwendigen Betriebs- und Heizspannungen angelegt. Die Sektoren 9 bis 12 der

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Anodenplatte 8 können sich bei der dadurcheintretenden Erhitzung und der damit verbundenen Ausdehnung gegeneinander schieben, so daß Zerreißungen vermieden sind« Am Hand der Platte 8 sind die stufenförmigen Überlappungen 21, 22 zu sehen, welche die von der Kathode ausgehenden Elektronen daran hindern, durch die Trennlugen der Anodenplatte 8 hindurchzugehen. Die Verbindung der Sektoren 9 bis 12 erfolgt von der Unterseite her mit der auf dem Absatz 23 der Achse 15 liegenden Platte 24 aus dem schwerschmelzbaren Metall Molybdän.

Außerdem ist an den in Fig. 2 sichtbaren Seitenflächen der Sektoren 9 und 11 erkennbar, daß die Brennfleckbahnen 13» 14 der Anode 8 auf einer ΐ,5 mm dicken Schicht 25 aus Rhenium-Volframlegierung liegen,die von einem Körper 26 aus Molybdän getragen wird. Die Klammerung erfolgt durch den Hingansatz 27 am Hand der Platte 24, der in die Ringnut 28 an der Unterseite der Sektoren 9 bis 12 eingreift. Zur Erzielung festen Zusammenhalts werden die Sektoren 9 bis 12 mittels der Schraube 16 auf die Platte 24 gedrückt, welche auf dem Absatz 23 der Achse 15 aufliegt. So greift der Ring27 in die Hut 28 ein und stellt zusammen mit der Platte 24 einen Haken dar, der die Sektoren 9 bis 12 mit der Achse 15 verbindet.

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Claims

Patentansprüche

fr\ ./Drehanoden-Röntgenröhre mit einer Anode, deren Brennfleckbahn durch Trermfugen unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennfugen nobon der Brennfleckbahn (13, 14) auch den Anodenkörper (c) durchdringen,
2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfugen bei teller- oder ringförmigen Anodenplatten (8) radial verlaufen und die so entstehenden Vektoren (9 bis 12) durch einen an ihrer Unterseite in einer Ringnut (28) angebrachten Ring (27) zusammengehalten werden.
3. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Trennfugen aneinanderliegenden "./rinde der Anode (8) zumindest teilweise in anderer Richtung verlaufen als die von der Kathode (3) kommenden Elektronen.
4. Röntgenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderstoßenden Wände stufenförmige Überlappungen (21, 22) bilden.
5. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren Versteifungen, wie Rippen etc., aufweisen.

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