DE2308509B2 - Rotationssymmetrische roentgenroehrendrehanode - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine rotationssymmetrische Röntgenröhrendrehanode, bestehnd aus einer mit einer kreisförmigen Scheibe verbundenen hohlen Antriebswelle, aus einem mit dieser Scheibe an seinem einen Ende verbundenen kupfernen Hohlzylinder für die Umwandlung der Elektroncnstrahlen in Röntgenstrahlung, aus einer zweiten mit dem anderen Ende des Hohlzylinders lösbar, mit einem G-Ring abgedichtet verbundenen kreisförmigen Scheibe, die zur ersten Scheibe parallel angeordnet ist, und aus einem innerhalb des Hohlzylinders und zwischen den beiden Scheiben koaxial zur Rotationsachse angeordneten axialsymmetrischcn Verteilkörper für durch die hohle Antriebswelle strömendes Kühlwasser.

Bei einer zum bekannten Stande der Technik gehörenden Röntgenröhrendrehanode ist zur Erhöhung der Geschwindigkeit des zur Kühlung zugeführten Kühlmittels ein feststehender Kühlmittelverteiler vorgesehen, der innerhalb der Anode so angeordnet ist, daß die angetriebene Anode sich um den Kühlmittelverteiler dreht (DT-OS 16 14 368). Da für die Drehanode nach Möglichkeit dünnwandige Bauteile verwendet werden müssen, hat dies die nachteilige Folge, daß die notwendige mechanische Stabilität bei hoher Beanspruchung nicht genügend gesichert ist.

Bei einer anderen bekannten Röntgenröhrendrehanode ist die dem in den Anodenraum hineinragenden Ende der Hohlwelle gegenüberliegende Seitenfläche lösbar mit der Mantelfläche verbunden, da es nur dadurch möglich ist, den Kühlwasserverteiler in die Drehanode einzusetzen. Außerdem ist, um bei der hohen Umdrehungszahl der Anode, die bei der hohen thermischen Belastung erforderlich ist, eine sichere Lagerung zu gewährleisten, sowohl an der Hohlwelle wie an der der Hohlwelle abgewandten Seitenfläche der Drehanode je ein Lager für den Drehanodenkörper vorgesehen (Gebrauchsanleitung für eine Drehanoden-Röntgenröhre der Firma Rigaku-Denki Co., Ltd/Japan, S. 41 bis 46). Das hat zur Folge, daß infolge der Kräfte, die aufgrund unsymmetrischen Wassereinlaufs und gegebenenfalls aufgrund von Unwuchten entstehen und die auf die verhältnismäßig dünne Zylinderwandung der Anode ausgeübt werden, Verformungen der Mantelfläche auftreten. Die Rotation der Drehanode wird infolgedessen ungleichmäßig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Röntgenröhrendrehanode mit einer gegenüber den bekannten Drehanoden verbesserten Verwindungssteifigkeit, so daß deren einwandfreier Lauf gewährleistet ist, und mit einer leichten Auswechselbarkeit der maßgebenden Teile zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einer Röntgenröhrendrehanode der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß an die beiden Enden des Hohlzylinders Seitenteile derart angeformt sind, daß sich ein U-förmiges Querschnittsprofil ergibt, daß die beiden Seitenteile jeweils mit der entsprechenden Scheibe lösbar, mit einem O-Ring abgedichtet verbunden sind und daß der Verteilkörper aus mehreren lösbar miteinander verbundenen Sektoren besteht.

Es zeigte sich, daß bei einer Röntgenröhrendrehanode mit den Merkmalen der Erfindung, die mil einer Umdrehungszahl von 3 000 U/n.in betrieben wurde. wobei ihr Durchmesser 25 cm betrug und wobei der Hohlzylinder mit U-förmigem Querschnitt aus hochreinem vakuumvergossenem Elektrolytkupfer bestand. eine elektrische Leistung von 100 kW erzielbar war.

Ein Ausführungsbeispiel der Röntgenröhrendrehanode gernäß der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Röntgenröhre ohne Strahlenschutzmantel,

F i g. 2 eine vergrößerte Aufsicht und einen senkrecht zur Achse gelegten Querschnitt durch die Drehanode der Röntgenröhre nach Fig. 1.

F i g. 3 eine Seitenansicht und einen parallel zur Achse gelegten Querschnitt durch die Drehanode der Röntgenröhre nach Fig. 1.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, trifft der von der Kathode 2 durch den in dem Gehäuse 1 vorgesehene Durchlaß ausgesandte Elektronenstrahl in einem Brennfleck auf den Hohlzylinder 3 auf, der an dem einen Ende einer hohlen Antriebswelle 4 angeordnet ist. An die beiden Enden des Hohlzylinders 3 sind Seitenteile 5 derart angeformt, daß sich ein U-förmige;. Querschnittsprofil ergibt. Der Hohlzylinder besteht vorzugsweise aus hochreinem vakuumvergossenem Elektrolytkupfer. Die hohle Antriebswelle 4 wird mittels des Antriebs 6 angetrieben. Kühlwasserhinlauf 7 und Kühlwasserrücklauf 8 zur Kühlung des Hohlzylinders 3 mit Seitenteilen 5 sind innerhalb der Antriebswelle 4 angeordnet.

Die Seitenteile 5 sind mit den Scheiben der Drehanode lösbar, beispielsweise mittels Schraubenverbindungen, verbunden. Zur Abdichtung sind zwischen den Seitenteilen und den Scheiben der Drehanode O-Ringc 9 vorgesehen.

Wie aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht, ist der Verteilkörper axialsymmetrisch ausgebildet und besteht aus mehreren Sektoren 11, die an ihren radialen Flächen miteinander in Berührung stehen. Zur Erleichterung des Einsetzens der Sektoren 11 in den Hohlzylinder 3 mit Seitenteilen 5 weisen außerdem einer der den Verteilkörper bildenden Sektoren 12 sowie die dem Sektor 12 benachbarten Sektoren 11 zwei in gleichem Abstand von der Achse des Verieilkörpers parallel zueinander geführte Flächen auf. Die Sektoren 11 und 12 sind — wie aus der Zeichnung hervorgeht — lösbar, beispielsweise mittels Schraubenverbindungen, mit einem koaxial zur Achse der Drehanode angeordne-

ten rotationssymmetrischen Körper verbunden. Die Seitenflächen der Sektoren It und 12 besitzen eine solche Neigung, daß der von den Außenflächen des Verteilkörpers und den Innenflächen der Seitenwandungen der Drehanode gebildete Zwischenraum von innen nach außen in der Weise abnimmt, daß die in Achsnähe ein- und ausströmende Kühlflüssigkeit für die Drehanode ein unter Berücksichtigung des in radialer Richtung zuneh.nenden Außenumfangs des Verteilkörpers gleichförmiges Geschwindigkeitsprofil hat. An den Seitenflächen des Verteilkörpers sind außerdem radial verlaufende Rippen 13 angeordnet. Der Außenumfang des Verteilkörpers wird — wie aus der Zeichnung hervorgeht — von zwischen je zwei Rippen 13

angeordneten schiefen Ebenen 14 gebildet. Die schiefen Ebenen 14 steigen in Drehrichtung der Drehanode an. Der Abstand der Innenfläche des Hohlzylinders 3 de^r Drehanode zu dem Außenumfang des Verteilkörpers ist dabei sehr gering. Dadurch, daß der Zwischenraum zwischen der Innenfläche des Hohlzylinders 3 der Drehanode und der dieser Fläche zugekehrten Fläche des Verteilkörpers an den Stellen, an denen der Verteilkörper in radialer Richtung die größten Abmessungen aufweist, besonders gering ist, wird infolge der dadurch erzielten turbulenten Strömung eine sehr wirkungsvolle Kühlung des thermisch am stärksten beanspruchten Teils der Drehanode erzielt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Rotationssymmetrische Röntgenröhrendrehanocie, bestehend aus einer mit einer kreisförmigen Scheibe verbundenen hohlen Antriebswelle, aus einem mit dieser Scheibe an seinem einen Ende verbundenen kupfernen Hohlzylinder für die Umwandlung der Elektronenstrahlen in Röntgenstrahlung, aus einer zweiten mit dem anderen Ende des Hohlzylinders lösbar, mit einem O-Ring abgedichtet verbundenen kreisförmigen Scheibe, die zur ersten Scheibe parallel angeordnet ist, und aus einem innerhalb des Hohlzylinders und zwischen den beiden Scheiben koaxial zur Rotationsachse angeordneten axialsymmetrischen Verteilkörper für durch die hohle Antriebswelle strömendes Kühlwasser, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden Enden des Hohlzylinders (3) Seitenteile (5) derart angeformt sind, daß sich ein U-förmiges Querschnittsprofil ergibt, daß die beiden Seitenteile (5) jeweils mit der entsprechenden Scheibe lösbar, mit einem O-Ring (9) abgedichtet verbunden sind und daß der Verteilkörper aus mehreren lösbar miteinander verbundenen Sektoren (11,12) besteht.