DE2009538C3 - Röntgenröhren-Drehanodenteller, der durch radiale Trennfugen in Sektoren unterteilt ist - Google Patents

Description

3. Röntgenröhren-Drehanodenteller nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderstoßenden Wände der Trennfugen Überlappungen (21, 22) bilden.

4. Röntgeniöhrcn-Drehanodenteller nach A.n- =° spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren rippenförmige Versteifungen aufweisen.

en der Oberfläche «Ines Ringes liegt. Dadurch so Ie weaen der kurzen. Wörmcleitungswege eine Erhöhung der Belastbarkeit erzielbar sein. Andererseits Se die gegenüber der Drehachse entstehende Spannung durch speichenartige optisch verformbare Sungen abgefedert werden. Der Ring we.si aber im Vergleich zu den bekannten Anodentellem nur kleine Oberfläche auf und hat auch nur geringe Berührunßsfiächen mit den HaJterungsm.fteln, die zur Achse hin sich erstrecken. Damit zeigt er suer gerinne« Wärmeleituna und insbesondere verminderte Wärmeabstrahlung'als die Anoden mit der üblichen Tellerform, so daß auch bei der Ringform Spannun-

Die Erfindung betrifft einen Röntgenröhren-Drehanocienteller. der durch radial verlaufende durchgehende Trennfugen in mindestens drei Sektoren unterteilt ist, die durch ein Haltenir?gst/ il zusammengehallen sind.

Die Anode besteht dabei aus schwer schmelzbarem Material und hat etwa die Form eines Tellers, von welchem bei der Strahlerzeugung 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 zur Bildung von Rissen führen können. Unter Einfluß der Zentrifugalkraft kann dies ein Zerspringen der Anode und damit die Zerstörung der Röhre bewirken. Das Entstehen der Spannungen ist 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 mechanischen Spannungen immer unterhalb gefährlicher Werte zu halten. Insbesondere bei Anoden aus Wolfram und Molybdän ist die Reißgefahr groß, weit bei diesen Materialien Zonen, die noch kalter als 200° C sind, wesentlich größere Sprödigkeit aufweisen als diejenigen, die wärmer sind. Man muß daher bei den zur Zeit allgemein üblichen Tetlern die Belastung so einrichten, daß sich die Erwiirmuttg 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. Für den üblichen Durchmesser von 10 cm ergibt sich immerhin ein Zeitbedarf von etwa 20 bis 40 see.

Günstigere Bedingungen erhoffte man sich bei bekannten Drehanoden, bei denen die Brennfleckbahn Beibekannten Drehanoden-Röntgenröhren, bei denen die Brennfleckbahn Trennfugen aufweist entstehen die Fugen als Anstoßstellen aufgewickelter Bänder oder übereinandergesteckter Rohre bzw. in die Brennfleckbahn bürstenartig eniic.^i;::cr Drahtstiicke ^uch dabei besteht aber die eigentliche Anode aus einer vom Zentrum bis zur Peripherie durcheehenden Platte. Damit ist auch bei dieser bekannten Unterbrechung der Brennfleckbahn zur \ erhinderun« von Aufrauhungen das Auftreten von Sprüngen", die zum Zerbrechen der Anodenplatte führen, nicht gebannt.

Auch ein bekannter Drehanodenteller der eingangs aenannien Art, der aus vier unterschiedlichen On;.-dranten von Anodentellem verschiedenen Materials zusammengesetzt war, führte nicht zur Verbesserung der üblichen Drehanoden. Er wurde lediglich als Versuchsaufbau verwendet zur gleichzeitigen Prüfung der vier Materialien, die unter exakt gleichen. ;n Röntgenröhren auftretenden Bedingungen dem Beschüß von Elektronen ausgesetzt werden sollten (»Röntgenpraxis«, Bd. XVI, 1963. Nr 5 S. 112). Aber auch eine Vollwcg-(Halbwellen)-Drehanoden-Röntgenröhre mit zwei gegeneinander um 180¹ versetzten Halbkreis-Drehanoden und zwei Kathoden führte nicht zur Verbesserung der üblichen Drehanodenteller. In den halben Drehanoden dürften außerdem beim Betrieb immer noch relativ starke Spannungen auftreten, die zu Rissen und damit zur Zerstörung führen können (deutsche Patentschrift

725 395). , _L ,

Der Ei findung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Röntgenröhren-Drehanodentellern die Bildung von Rissen zu vermeiden, die unter Einfluß der beim Drehen auftretenden Zentrifugalkräfte zum Zerspringen der Anode und damit zur Zerstörung der Röhre führen können.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Röntgen ronren-Drehanodenteller, der durch radial verlaufende durchgehende Trennfugen in mindestens drei Sektoren unterteilt ist, die durch ein Halterungsteil zusammengehalten sind, die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Sektoren den gleichen stofflichen Aufbau aufweisen.

Dadurch werden in einfacher und wenig Aufwand erfordernder Weise in Lösung der obengenannten, neben dem erwähnten Stand der Technik schon lange Zeit bestehenden Aufgabe sprungfeste Röntgenröhren-Drehanodenteller erhalten. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist der ringförmige Teil der Anode, der sich bei der Strahlerzeugung erhitzt und stark ausdehnt, in kleinere, gegeneinander verschiebbare Teile unterbrochen. Damit kann die Ausdehnung gegenüber dem übrigen kälteren Material

keine schiidliehen Verspanniingen mehr erzeugen. Als optimale Unterteilung von Platten mit z.B. 100 mm Durchmesser und 4 bis ft mm Dicke, die aus Wolfram 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 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 Nut eingesetzt oder eingelötet sein. Neben den obengenannten Metal'en kann für die Anode auch ein aus Schichten bestehendes Verbundmatcrial 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 zweckmäßigerweis:: cinandcrhintcrschneidend. z.B. übe.läppend, 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 Verzahnung 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 Sektcr herausgenommen ist.
In der F i g. I 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 Kathodenkombination3 umfaßt eine Halterung 5 mit einer Abschirmung 6. in welcher die in der Figur verdeckte Glühkathode untergebracht ist. Die Anodenkombination 4 besteht aus einem Rotor 7 und einem Anodenteller 8 mit 100 mm Durchmesser und 6 mm Dicke, der aus Sektoren 9, 10, Il und 12 zusammengesetzt ist. Auf den Sektoren befinden sich in der bei Anodentellern bekannten Weise Brennfleckbuhnen 13 und 14. Der Anodcnteller 8 ist an einer Achse 15 mittels einer Schraube 16 befestigt.

Zur Strahlcnerzeugung werden an die Röhre über einen Anodenstutzen 17 sowie Leitungen 18, 19 und 20 die notwendigen Betrieb' 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 Trennfußen 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 Metall Molybdän.

Außerdem ist an den in Fig. 2 sichtbaren Seitenflächen der Sektoren 9 und 11 erkennbar, daß die Brennfleckbahnen 13 und 14 des Anodcntellcrs 8 auf einer 1.5 mm dicken Schicht 25 aus einer Rhenium-Wolfram-Legierung liegen, die von einem Körper 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, welche 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 (2)

Patentansprüche:

1. RöMgenröhren-DrebanadentcIler, der durch radial verlaufende durchgehende Trennfugen in mindestens drei Sektoren unterteilt ist, die durch ein Halterungsteil zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren

(9 bis 12) den gleichen stofflichen Aufbau aufweisen.

2. Röntgenröhren-Drehanbdcntcller nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsteil einen an der Unterseite der Sektoren (9 bis 12) in einer Ringnut (28) liegenden Ring (27) aufweist.