DE2009538B2 - Röntgenröhren-Drehanodenteller, der durch radiale Trennfugen in Sektoren unterteilt ist - Google Patents

Description

keine schädlichen Verspannungen mehr erzeugen. Als optimale Unterteilung von Platten mit z.B. 100 mm Durchmesser und 4 bis 6 mm Dicke, die aus Woilram oder einem anderen schwer schmelzbaren Stoff bestehen, ist dabei an 3 bis 4 Teile zu denken, weil dann nur wenige Trennfugen erhalten werden und trotzdem keine großen Ausdehnungen und Verschiebungen gegeneinander entstehen.

Die Teile, welche bei den üblichen Anodentellern oder bei Ringanoden die Form von Sektoren haben und aus schwer schmelzbaren Stoffen hoher Ordnungszahl bestehen, etwa Wolfram, Molybdän oder Legierungen von Wolfram und Rhenium usw., können durch ein Halterungsteil, etwa einen Ring, zusammengehalten werden, der aus dem gleichen oder ähnlichem Material besteht wie die Anodenteile. Dann besitzt die Klammerimg 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 Nut eingesetzt oder eingelötet sein. Neben den obengenannten Metallen kann für die Anode auch ein aus Schichten bestehendes Verbundmaterial benutzt werden. Ein solches besteht etwa aus einem schwer schmelzbaren Träger, z. B. Graphit, und einer aufgespritzten oder aufgelöteten Schicht aus schwer schmelzbarem Metall wie Wolfram und seinen Legierungen.

Die Seitenränder der Teile der Anode, die in den Trennfugen aneinanderstoßen, werden zweckmäßigerweise einanderhinterschneidend, 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, 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 Veraahnung aufweisen. Die Anodenteile können weiterhin zur zusätzlichen Stabilisierung insbesondere an ihren Unterseiten mit rippenförmigen Versteifungen versehen sein, wie sie bei kompakten Anodentellern bekannt sind (vgl. zum Beispiel österreichische Patentschrift 218 640).

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der

F i g. 1 ist das perspektivische Schaubild einer Röntgenröhre dargestellt und in der

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab ein Anodenteller, von dem ein Sektor herausgenommen ist.
In der F i g. 1 ist der gläserne Kolben 1 einer Röhre 2 gezeichnet. An beiden Enden des zylindrischen Kolbens 1 sind in bekannter Weise einander gegenüberliegend eine Kathodenkombination 3 und eine Anodenkombination 4 angeordnet. Die Kathodenkombination 3 umfaßt eine Halterung 5 mit einer Abschirmung 6, in welcher die in der Figur verdeckte Glühkathode untergebracht ist. Die Anodenkoinbination4 besteht aus einem Rotor 7 und einem Anodenteller 8 mit 100 mm Durchmesser und 6 mm Dicke, der aus Sektoren 9,10, 11 und 12 zusammengesetzt ist. Auf den Sektoren befinden sich in der bei Anodentellern bekannten Weise Brennfleckbahnen 13 und 14. Der Anodenteller 8 ist an einer Achse 15 mittels einer Schraube 16 befestigt.

Zur Strahlenerzeugung werden an die Röhre über einen Anodenstutzen 17 sowie Leitungen 18, 19 und 20 die notwendigen Betriebs- und Heizspannungen angelegt. Die Sektoren 9 bis 12 des Anodentellers 8 können sich bei der dadurch eintretenden Erhitzung und der damit verbundenen Ausdehnung gegeneinander verschieben, so daß Zerreißungen vermieden werden. Am Rand des Anodentellers 8 sind stufenförmige Überlappungen 21 und 22 zu sehen, welche die von der Kathode ausgehenden Elektronen daran

hindern, durch die Trennfugen des Anodentellers 8 hindurchzugehen. Die Verbindung der Sektoren 9 bis 12 erfolgt von der Unterseite her mittels einer auf einem Absatz 23 der Achse 15 liegenden Platte 24 aus dem schwer schmelzbaren Meta'l Molybdän.

Außerdem ist an den in Fig.2 sichtbaren Seitenflächen der Sektoren 9 und 11 erkennbar, daß die Brennfleckbahnen 13 und 14 des Anodentellers 8 auf einer 1,5 mm dicken Schicht 25 aus einer Rhenium-Wolfram-Legierung liegen, die von einem Kür-

per 26 aus Molybdän getragen wird. Die Klammerung erfolgt durch einen Ring 27 am Rand der Platte 24, der in die Ringnut 28 an der Unterseite der Sektoren 9 bis 12 eingreift. Zur Erzielung eines festen Zusammenhalts werden die Sektoren 9 bis 12 mittels der Schraube 16 auf die Platte 24 gedrückt, weiche auf dem Absatz 23 der Achse 15 aufliegt. Dabei greift der Ring 27 in die Ringnut 28 ein und stellt zusammen mit der Platte 24 eine Halterung dar, die die Sektoren 9 bis 12 mit der Achse 15 verbindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 an der Oberfläche eines Ringes liegt. Dadurch sollte Patentansprüche: wegen der kurzen Wärmeleitungswege eine Erhö hung der Belastbarkeit erzielbar sein. Andererseits

1. Röntgenröhren-Drehanodenteller, der durch sollte die gegenüber der Drehachse entstehende radial verlaufende durchgehende Trennfugen in 5 Spannung durch speicheuanige elastisch verformbare mindestens drei Sektoren unterteilt ist, die durch Halterungen abgefedert werden. Der Ring weist aber ein Halterungsteil zusammengehalten sind, da- iai Vergleich zu den bekannten Anodentellern nur durch gekennzeichnet, daß die Sektoren kleine Oberfläche auf und hat tuch nur geringe Be-(9 bis 12) den gleichen stofflichen Aufbau auf- rührungsflächen mit den Halterungsmitteln, die zur weisen. io Achse hin sich erstrecken. Damit zeigt er aber gerin-

2. Röntgenröhren-Drehanodenteller nach An- gere Wärmeleitung und insbesondere verminderte spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte- Wärmeabstrahlung als die Anoden mit der üblichen rungsteil einen an der Unterseite der Sektoren (9 Tellerform, so daß auch bei der Ringform Spannunbis 12) in einer Ringnut (28) liegenden Ring (27) gen auftreten.

aufweist. i5 Bei bekannten Drehanoden-Röntgenröhren, bei

3. Röntgenröhren-Drehanodenteller nach An- denen die Brennfleckbahn Trennfugen aufweist, entspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die anein- stehen die Fugen als Anstoßstellen aufgewickelter anderstoßenden Wände der Trennfugen Überlap- Bänder oder überdnandergestcckter Rohre bzw. in pungen (21, 22) bilden. die Brennfleckbahn bürstenartig eingesetzter Draht-

4. Röntgenröhren-Drehanodenteller nach An- 20 stücke. Auch dabei besteht aber die eigentliche spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekto- Anode aus einer vom Zentrum bis zur Peripherie ren rippenförmige Versteifungen aufweisen. durchgehenden Platte. Damit ist auch bei dieser bekannten Unterbrechung der Brennfleckbahn zur Verhinderung von Aufrauhungen das Auftreten von

25 Sprüngen, die zum Zerbrechen der Anodenplatte

führen, nicht gebannt.

Auch ein bekannter Drehanodente.ller der eingangs genannten Art, der aus vier unterschiedlichen Quadranten von Anodentellern verschiedenen Materials

Die Erfindung betrifft einen Röntgenröhren-Dreh- 30 zusammengesetzt war, führte nicht zur Verbesserung anodentellei, der durch radial verlaufende durchge- der üblichen Drehanoden. Er wurde lediglich als hende Trennfugen in mindestens drei Sektoren unter- Versuchsaufbau verwendet zur gleichzeitigen Prüteilt ist, die durch ein Halterungsteil zusammengehal- fung der vier Materialien, die unter exakt gleichen, in ten sind. Röntgenröhren auftretenden Bedingungen dem Be-

Die Anode besteht dabei aus schwer schmelzbarem 35 schub von Elektronen ausgesetzt werden sollten Material und hat etwa die Form eines Tellers, von (»Röntgenpraxis«, Bd. XVT, 1963, Nr.

5, S. 112). welchem bei der Strahlenerzeugung entstehende Aber auch eine Vollweg-(HalbwelIen)-Drehanoden-Wärme abgestrahlt wird. Röntgenröhre mit zwei gegeneinander um 180°

Bei Drehanoden-Röntgenröhren erwärmt sich die versetzten Halbkreis-Drehanoden und zwei Katho-Anode durch die Elektronen, die in der Brennfleck- 40 den führte nicht zur Verbesserung der üblichen Drehbahn abgebremst werden. Dadurch treten zwischen anodenteller. In den halben Drehanoden dürften den noch kälteren Teilen der Anode und der Brenn- außerdem beim Betrieb immer noch relativ starke fleckbahn mechanische Spannungen auf, die zur BiI- Spannungen auftreten, die zu Rissen und damit zur dung von Rissen führen können. Unter Einfluß der Zerstörung führen können (deutsche Patentschrift Zentrifugalkraft kann dies ein Zerspringen der 45 725 395).

Anode und damit die Zerstörung der Röhre bewir- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei

ken. Das Entstehen der Spannungen ist darauf zu- Röntgenröhren-Drehanodentellern die Bildung von rückzuführen, daß die Belastung in den meisten Fäl- Rissen zu vermeiden, die unter Einfluß der beim len so schnell vor sich geht, daß die Abwanderungs- Drehen auftretenden Zentrifugalkräfte zum Zerspringeschwindigkeit der Wärme nach den übrigen Teilen 50 gen der Anode und damit zur Zerstörung der Röhre der Anode hin nicht ausreicht, um die mechanischen führen können.

Spannungen immer unterhalb gefährlicher Werte zu Gemäß der Erfindung ist bei einem Röntgenröh-

halten. Insbesondere bei Anoden aus Wolfram und ren-Drehanodenteller, der durch radial verlaufende Molybdän ist die Reißgefahr groß, weil bei diesen durchgehende Trennfugen in mindestens drei Sekto-Materialien Zonen, die noch kalter als 200° C sind, 55 ren unterteilt ist, die durch ein Halterungsteil zusamwesentlich größere Sprödigkeit aufweisen als diejeni- mengehalten sind, die vorgenannte Aufgabe dadurch gen, die wärmer sind. Man muß daher bei den zur gelöst, daß die Sektoren den gleichen stofflichen Zeit allgemein üblichen Tellern die Belastung so ein- Aufbau aufweisen.

richten, daß sich die Erwärmung über einen Zeit- Dadurch werden in einfacher und wenig Aufwand

raum verteilt, der für die Abwanderung der Wärme 60 erfordernder Weise in Lösung der obengenannten, ausreicht, so daß gefährliche Spannungen vermieden neben dem erwähnten Stand der Technik schon lange sind. Die dadurch sich ergebende Verlängerung der Zeit bestehenden Aufgabe sprungfeste Röntgenröh-Belichtungszeit ist aber unerwünscht, weil sie Mo- ren-Drehanodenteller erhalten. Bei der erfindungsgementaufnahmen unmöglich macht. Für den üblichen mäßen Ausbildung ist der ringförmige Teil der Durchmesser von 10 cm ergibt sich immerhin ein 65 Anode, der sich bei der Strahlenerzeugung erhitzt Zeitbedarf von etwa 20 bis 40 see. und stark ausdehnt, in kleinere, gegeneinander ver-

Günstigere Bedingungen erhoffte man sich bei be- schiebbare Teile unterbrochen. Damit kann die Auskannten Drehanoden, bei denen die Brennfleckbahn dehnung gegenüber dem übrigen kälteren Material