DE2226714A1 - Roentgenroehren-drehanode - Google Patents

Description

Siemens Aktiengesellschaft !Erlangen, Z>1. Mai 1972

Henkestraße 127

VPA 72/5074 Kn/Kof

Röntgenröhren-Drehanode

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhren-Drehanode, bei welcher das aus Teller, Rotor und Lagern bestehende Drehsystem über Federn mit dem Kolben der Röhre in Verbindung steht. Die Federungen wurden dabei vorgesehen, damit durch die rotierende Anode keine Vibrationen erzeugt bzw. nach außen übertragen werden sollen.

Bei einer bekannten Röntgenröhre mit Drehanode ist mindestens einer der Kugellagerlaufringe über eine Scheibenfeder mit seinem zugehörigen Bauteil verbunden. Bei einer Röhre dieser Art besteht, zwar in Längsrichtung der Achse eine Federung. Quer dazu ist aber eine solche nicht vorhanden. Sie überträgt daher immer noch Schwingungen vom Drehsystem auf den Kolben und damit auf die Kathode, in welcher ein Glühdraht, d.h. eine Glühwendel, angeordnet ist. Diese Wendel kann dadurch ins Schwingen geraten und an ihrer Umhüllung, die einen Wehnelt-Zylinder darstellt, anschlagen. Dabei kann es zu Anschweißungen kommen, wodurch die Kathode und damit die Röhre unbrauchbar werden.

Erfindungsgcmäß wird das rotierende System vom Kolben im Hinblick auf die Übertragung mechanischer Schwingungen und damit von der

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Kathode dadurch entkoppelt·,, daß Teller und Rotor an einer Achse ■ gelagert sind, an welcher der eine Laufring der Kugellager ge- ■ haltert ist, deren anderer Laufring an einem Rohr liegt, das mit Federn versehen ist, welche dio Verbindung zum Kolben darstellen und eine Eigenfrequenz haben, die weit unterhalb der Antriebsfrequenz liegt. Bei einer Röhre dieser Art sind alle in Rotation befindlichen Elemente der Röhre vom übrigen Röhrenaufbau mechanisch entkoppelt, weil durch die Federung der Amplitudenresonanz entgegengewirkt wird, d.h. es wird nur ein gegen Null gehender Bruchteil der Schwingungsamplitude übertragen. Dadurch ist in einfacher V/eise verhindert, daß Schwingungen vom Rotor auf die Kathode übertragen werden und daß dadurch Verluste der Röhre auftreten können, die auf dem Ausfall der Kathode beruhen. Außerdem werden Geräusche, die nach außen dringen, eingedämmt. Überdies können entstehende Unsachten selbsttätig ausgeglichen werden, weil die Federung eine Neueinstellung der Lage der Drehachse zuläßt. Es ist nur darauf zu achten, daß zwischen dem Rotor und der Halterung ein ausreichender Spalt zum Auswei- ■ chen vorgesehen ist, ebenso wie ein die Auslenkung ermöglichender ausreichender Federungsweg.

Als entkoppelnde Federungen sind alle Elemente anwendbar, die eine Übertragung von Schwingungen verhindern können. Diese sind, wie oben bereits angegeben, beliebige Federn, die zwischen dem Rotationssystem und dem Kolben wirksam werden. In einer zwar einfachen aber wirksamen Ausführung werden Blattfedern benutzt, die an dem die Lager haltenden Rohr angeschnitten sind. Es sind aber auch andere Federungen denkbar, die von der federnden Wirkung von Spiralfedern etc. Gebrauch machen.

In einer konstruktiv gut beherrschbaren und die Herstellung von Röhren förderlich beeinflussenden Ausführungsform ist die Achse des Tellers eine zentrale Welle, auf welcher die inneren Laufringe der beiden Lager sitzen, deren äußeren Laufringe an einem

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Rohr anliegen, dessen Außenseite die Federn trägt. Am Kolben ist ein Rohr angebracht, welches eine Steckerbuchse darstellt, in Vielehe das mit den Lagern verbundene Rohr eingesteckt und hauptsächlich duroll den entstehenden Andruck der Federn gehalten v/irr!. Zur Einhaltung einer bestimmten Lage sind Raststellen, Nuten, Wulsten etc. für die Federn vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung wird das Rotationssystem getrennt von der übrigen Röhre hergestellt und es wird erst nach Fertigstellung der übrigen Röhren-•teile in den Kolben eingesetzt. Bei einem zerlegbaren Kolben kann so jederzeit auf einfache Weise das Rotationssystem ausgetauscht werden» Eine äquivalente Lösung stellt die Anbringung · der Federn an der Innenseite des äußeren Rohres dar.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten erfindungsgemäß ausgestalteten Antriebssysteme von Röntgenröhren-Drehanoden erläutert.

In der Fig. 1 ist in einem Schaubild die Anbringung der Federung an.einem die Lager verbindenden· Rohr gezeichnet und

in der Fig. 2 in einem Ausschnitt am oberen Lager die An-. - ' bringung der Federn an. einem am Kolben be- --■-' festigten Rohr. ■ ·

An der einen Stirnfläche des zylindrischen Kolbens 1 einer Drehanoden-Röntgenröhre ist das Rohr 2, welches nach innen offen ist, befestigt. In dieses Rohr 2 ist das eigentliche Drehsystem 3 eingefügt, welches die beiden Kugellager 4 und 5 umfaßt. Sie halten·· die Achse 6 im Zentrum des Rohres 7. Damit ist die Verbindung des Drehsystems 3 über das Rohr 2 zum Kolben 1 gegeben. Der Rotor 9 besteht aus Kupfer und ist innen mit der-Schicht 10 belegt, die aus Eisen besteht und ca. 5 mm stark ist. Das Eisen kann auch in der Form eines Rohres eingebracht sein. Am oberen .

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freien Ende des Rotors 9 ist am Teil 11 der Achse C dor eigentliche, aus "Wolfram bestehende Drehanodentoller 12 angebracht.

Zum Betrieb der Röntgenröhre wird in bekannter V,^reise zwischen der Leitung 13 und dem Rohr 2 die Betriebsspannung angelegt. Durch Anlegen einer Heizspannung von 20 V zwischen der Leitung 13 und einer oder beiden Leitungen 14 oder 15 wird der Teller 12 mit Elektronen beaufschlagt, so daß Röntgenstrahlen entstehen, die dann in bekannter //eise zur Herstellung von Rcntgenbiidern etc. verwendbar sind. Dabei dreht sich der Teller 12, weil außen am Kolben 1 ein bekannter Stator angebracht ist, der mittels eines Wechselfeldes im Rotor 9 sin Drehmoment: erzeugt. Dadurch wird die Achse 6 in Rotation versetzt und sie dreht sich in den Lagern 4 und 5* deren innere Laufringe 16 und 17 an der Achse β liegen. Die äußeren Laufringe l8 und 19 liegen am Rohr 7. Dieses Rohr 7 besteht aus Eisen und weist in einer zum jeweiligen Lager 4 und 5 parallelen Ringzone mehrere, d.h. in vorliegendem Beispiel je 4, nach außen gebogene Zungen auf. Von diesen Zungen sind in der Figur am oberen Lager diejenigen sichtbar, die mit 20 und 21 bezeichnet sind und am unteren Lager diejenigen, welche die Bezeichnung 22 und 23 tragen. Das Einschieben der Drehsysteme 3 ist durch die nach innen gerichteten V'ulste 23' begrenzt, die eine Einschnapprille für die Federn 22, 23 bilden und eine exakte Begrenzung des Einschubes darstellen. Durch die Verwendung von hochtemperaturfestem Federstahl als Material für das Rohr 7 erhalten die Zungen 20 bis 23 dauerhaft federnde Eigenschaften, die eine ausreichend feste Halterung bewirken, um den bei Röntgenröhren auftretenden Umlauffrecuenzen und aus Lagerung sowie Bewegung resultierenden mechanischen Belastungen standzuhalten.

In dem Ausschnitt nach Fig. 2 enthält das äußere, dem Rohr 2 entsprechende Rohr 24 die Federn. Von diesen sind in der Fig. die mit 26 und 27 bezeichneten Federn dem oberen, dom Loger <■!

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3 (J 9 η 6 Π / Π R 9 1

entsprechenden Lager 25 zugeordneten Federn dargestellt. Sie stützen das innere, dem Rohr 7 entsprechende Rohr 28. An vorn Lager 25 entfernter Stelle ist in Übereinstimmung mit dem Ring, der die Federn 22 und 2j5 gemäß Pig. 1 enthalt, auch in dor Ausführung, aus der die Fig. 2 einen Ausschnitt darstellt, eine v;eitere Reihe von Federn vorgesehen, um ausreichend stabile Halterung zu gewährleisten. Den fixierenden Anschlag stellen Rillen 29 dar, in' welche die Federn 26, 27 einschnappen. Ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 1 wird bei dieser Ausbildung die Achse j50 der Anode über die Laufringe, von denen diejenigen des oberen Lagers 25 dargestellt und mit JI und 32 bezeichnet sind, schwingungsmaßig vom Kolben entkoppelt.

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Claims (4)

PatentansOrüche

1. jRöntgenröhren-Drehanode, bei welcher das aus Teller, Rotor und Lagern bestehende Drehsystem über Federn mit dem Kolben der Röhre verbunden ist, dadurch g ekennz eichn e t , daß Teller (12) und Rotor (9) an einer Achse (6) gelagert sind, an welcher der eine Laufring (lo, 17) der Kugelia—' ger (4, 5) gehaltert ist, deren anderer Laufring (IS,- 19) an einem Rohr (7) liegt, das mit Federn (20 bis 23) versehen ist, weiche.die Verbindung zum Kolben (l) darstellen und eine .Eigenfrequenz haben, die weit unterhalb- der Antriebsfrequeniz liegt.

2. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (6) des Tellers (9) eine zentrale Welle ist, auf welcher die inneren Laufringe (l6, 17) der Lager (4, 5) sitzen, deren äußere Laufringe (1-3, 19) an einem Rohr (7) anliegen, dessen Außenseite die Federn (20 bis 23) trägt und am Kolben (1) ein Rohr (2) angebracht ist, welches eine Steckerbuchse darstellt, in welche das mit den Lagern verbundene Rohr eingesteckt ist.

3· Röntgenröhren-Drehanode, bei welcher das aus Teller, Rotor und Lagern bestehende Drehsystem über Federn mit dem Kolben der Röhre verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Teller und Rotor an einer Achse (30) gelagert sind, an welcher der eine Laufring (31) der Kugellager (25) gehaltert ist, deren anderer Laufring (32) an einem Rohr (28) liegt, das in ein am Kolben angebrachtes Rohr (24) eingesteckt ist, das die Federn (26, 27) aufweist, welche die Verbindung zum Kolben darstellen und eine Eigenfrequenz haben, die weit unterhalb der Antriebsfrequenz liegt.

4. Anode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn Zungen (20 bis 23, 26 und 27) sind, die in eines der Rohre (7, 24) eingeschnitten sind.'

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