DE2422166B2 - X-ray tube with rotating anode - Google Patents

X-ray tube with rotating anode

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Description

Aus der DE-PS 6 92 818 ist eine Röntgenröhre bekannt, die in einem evakuierten Röhrenkolben eine zylindrische Drehanode, einen Axialschieber und weitere mechanische Teile zum Verschieben der Drehanode in Richtung ihrer Drehachse enthält, bei der ein von einer Kathode ausgehender Elektronenstrahl auf die Drehanode in einem Brennfleck auftrifft, wobei so sich der Brennfleck entsprechend der Bewegung der Drehanode auf einer Schraubenlinie fortbewegt Dabei wird die Drehanode durch den Stoß eines mit ihr nicht verbundenen festen Körpers (Bolzen, Hammer oder dergleichen) in Bewegung gesetzt.From DE-PS 6 92 818 an X-ray tube is known, which in an evacuated tube piston a cylindrical rotating anode, an axial slide and other mechanical parts for moving the Contains rotating anode in the direction of its axis of rotation, in which an electron beam emanating from a cathode impinges on the rotating anode in a focal spot, the focal spot being in accordance with the movement of the The rotating anode is moved on a helical line connected solid body (bolt, hammer or the like) set in motion.

Aus der DE-PS 7 01 809 ist eine Röntgenröhre der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der die Axialbewegung der Drehanode entlang einer Führungsschiene unter dem Einfluß des von einer oder mehreren stromdurchflossenen Spulen erzeugten magnetischen Feldes erfolgt.From DE-PS 7 01 809 an X-ray tube of the type mentioned is known in which the axial movement the rotating anode along a guide rail under the influence of one or more current-carrying coils generated magnetic field takes place.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre zu schaffen mit einer der Flächeneinheitsbelastung (d.h. der thermischen Belastbarkeit) der Drehanode optimal angepaßten Axialbewegung der Drehanode. Weil bei der Erfindung die Axialverschiebung der Drehanode an die Brennflecktemperatur angepaßt ist, ist diese Verschiebung auch während wechselnden Betriebes der Röntgenröhre minimal Demzufolge ist Verschleiß der Axialschieber und der weiteren mechanischen Teile zum Verschieben der Drehanode in Richtung ihrer Drehachse minimalThe invention specified in claim 1 is based on the object of providing an X-ray tube one that is optimally matched to the unit area load (i.e. the thermal load capacity) of the rotating anode Axial movement of the rotating anode. Because in the invention, the axial displacement of the rotating anode to the Focal spot temperature is adapted, this shift is also during the alternating operation of the X-ray tube minimal As a result, there is wear and tear on the axial slide and the other mechanical parts for the Movement of the rotating anode in the direction of its axis of rotation is minimal

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is described below explained in more detail with reference to the drawing.

Die in der Zeichnung dargestellte Röntgenröhre enthält einen zylindrischen evakuierten Kolben 1 mit einem Endteil mit einer Metallwand 2, die durch eine Metall-Glas-Verbindung 3 mit dem anderen Teil des Kolbens verbunden ist und ein für Röntgenstrahlen durchlässiges Fenster 4 aufweist, durch das die in der Röhre erzeugten Röntgenstrahlen ausgesandt werden. Zum Ausführen einer Drehbewegung in dem Kolben ist eine tellerförmige Anode 5 mit einer zylindrischen Außenfläche angeordnet Ein Kathodenteller 6 ist gegenüber der zylindrischen Außenfläche der tellerförmigen Anode angeordnet und wird durch eine Heizwendel 7 mit Energie versorgt, um einen Elektronenstrahl zu erzeugen, der auf der Anodenfläche aufprallt und einen Brennfleck 21 bildet der durch das Fenster 4 sichtbar istThe X-ray tube shown in the drawing contains a cylindrical evacuated piston 1 with an end part with a metal wall 2, which by a metal-glass connection 3 with the other part of the Piston is connected and has an X-ray transparent window 4 through which the in the X-rays generated by the tube are emitted. To perform a rotary movement in the piston is a plate-shaped anode 5 with a cylindrical outer surface is arranged. A cathode plate 6 is arranged opposite the cylindrical outer surface of the plate-shaped anode and is through a Heating coil 7 supplied with energy in order to generate an electron beam on the anode surface impacts and forms a focal point 21 which is visible through the window 4

Die Anode 5 ist auf einer Achse 8 befestigt, die mit einem von einem Stator 10 getriebenen Rotor 9 verbunden ist Der Stator ist an der Außenseite des Kolbens 1 montiert Der Rotor 9 ist zum Drehen auf einem Axialschieber Π über Querlager 12 montiertThe anode 5 is attached to an axis 8 with a rotor 9 driven by a stator 10 is connected. The stator is on the outside of the Piston 1 mounted The rotor 9 is mounted to rotate on an axial slide Π via transverse bearings 12

Der Axialschieber H ist wiederum auf einer stationären Achse 13 für die axiale Bewegung über Axiallager 14 montiert und wird über eine Zahnstange 15, die einen Teil der Innenoberfläche des Schiebers bildet, und eine von einem Motor 20 angetriebene Zahnscheibe 16 bewegt Die stationäre Achse 13 ist in das Kolbenende eingeschmolzen, so daß der Kolben evakuiert werden kann.The axial slide H is in turn on a stationary axis 13 for axial movement over Thrust bearing 14 is mounted and is via a rack 15 which forms part of the inner surface of the slide forms, and a toothed pulley 16 driven by a motor 20 moves. The stationary axis 13 is in the end of the piston melted down so that the piston can be evacuated.

Im Betrieb wird die Anode 5 durch den Rotor 9 angetrieben und bietet dem aufprallenden Strahl ununterbrochen eine neue Fläche, wodurch die Erhitzung der Stelle, an der der Elektronenstrahl aufprallt und den Brennfleck bildet, nicht so hoch ansteigt Wegen der thermischen Verzögerung jedoch steigt die Temperatur der vom Brennfleck beschriebenen Spur bei jeder Umdrehung und beschränkt auf diese Weise die Belastung der Anode.In operation, the anode 5 is driven by the rotor 9 and offers the impinging jet continuously creates a new surface, thereby heating the place where the electron beam hits and forms the focal point, does not rise as much. Because of the thermal delay, however, the rise Temperature of the track described by the focal point with each revolution and limited in this way the load on the anode.

Um die Belastung zu erhöhen, wird die Anode 5 durch Antreiben des Axialschiebers H axial verschoben. Hierdurch führt der Brennfleck 21 auf der Außenfläche der Anode eine spiralförmige Bewegung aus, wodurch sich die Spurlänge vergrößert und sich der Anstieg der Anodentemperatur wegen thermischer Verzögerung verringertIn order to increase the load, the anode 5 is axially displaced by driving the axial slide H. As a result, the focal point 21 performs a spiral movement on the outer surface of the anode, as a result of which the track length increases and the rise in the anode temperature due to thermal delay decreased

Um weiter das Maß des Anodentemperaturanstiegs zu kontrollieren und auf diese Weise die Belastungsfähigkeit zu erhöhen, ist die Endfläche 2 aus Metall mit einem schmalen Fenster 17 versehen, durch das die Innenfläche der tellerförmigen Anode mit einem Lichtdetektor 18 betrachtet werden kann, der ein elektrisches Signal 19 erzeugt, das der Intensität des vom Brennfleck 21 emittierten Lichtes proportional ist. Dieses Signal wird im Verstärker 19 verstärkt und zur Regelung des Motors 20 benutzt. Wenn also die Anodentemperatur ansteigt, wird auch die vom Brennfleck emittierte Lichtmenge größer, wodurch das an den Motor 20 angelegte Signal größer wird und auf diese Weise die Anodenbewegung in axialer Richtung als Antwort auf die erhöhte Belastung auslöst.To further control the amount of anode temperature rise and thus the load capacity to increase, the end face 2 made of metal is provided with a narrow window 17 through which the Inner surface of the plate-shaped anode can be viewed with a light detector 18, which is a An electrical signal 19 is generated which is proportional to the intensity of the light emitted from the focal point 21. This signal is amplified in the amplifier 19 and used to control the motor 20. So if the When the anode temperature rises, the amount of light emitted from the focal point also increases, which means that the The signal applied to the motor 20 becomes larger and in this way the anode movement in the axial direction in response to the increased stress triggers.

Manchmal brechen Anoden und treffen Teile davonSometimes anodes break and hit parts of them

das Röhrenfenster und können aus dem Schirm heraustreten. Im vorgeschlagenen Aufbau ist ein Metallschirm um die Anode vorgesehen und das Röntgenstrahlenfenster befindet sich nicht im Wege eines Anodenteils, der durch eine Zentrifugalkraft herausgeschleudert wird.the tube window and can step out of the screen. In the proposed setup is a Metal screen is provided around the anode and the x-ray window is out of the way an anode part that is ejected by centrifugal force.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche;Claims; 1. Röntgenröhre, die in einem evakuierten Röhrenkolben eine zylindrische Drehanode, einen Axialschieber und weitere mechanische Teile zum Verschieben der Drehanode in Richtung ihrer Drehachse enthält, bei der ein von einer Kathode ausgehender Elektronenstrahl auf die Drehanode in einem Brennfleck auftrifft, wobei sich der Brennfleck entsprechend der Bewegung der Drehanode auf einer Schraubenlinie fortbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Drehanode (5) in Längsrichtung ihrer Drehachse in Abhängigkeit von der Brennflecktemperatur steuerbarist !51. X-ray tube, which in an evacuated tubular flask has a cylindrical rotating anode, a Axial slide and other mechanical parts for moving the rotating anode in the direction of their Contains axis of rotation, in which an electron beam emanating from a cathode hits the rotating anode in hits a focal point, the focal point moved on a helical line according to the movement of the rotating anode, characterized in that that the displacement of the rotating anode (5) in the longitudinal direction of its axis of rotation can be controlled as a function of the focal point temperature ! 5 2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehanode (5) tellerförmig ist und die Kathode (6) der Außenfläche des Tellers gegenüberliegt2. X-ray tube according to claim 1, characterized in that that the rotating anode (5) is plate-shaped and the cathode (6) of the outer surface of the plate opposite 3. Röntgenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehanode (5) mit einem Rotor (9) verbunden ist, der sich um einen axial verschiebbaren Axialschieber (U) dreht3. X-ray tube according to claim 2, characterized in that that the rotating anode (5) is connected to a rotor (9) which rotates around an axially sliding axial slide (U) rotates 4. Röntgenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialschieber (11) axial in Abhängigkeit von der Breimflecktemperatur verschoben wird.4. X-ray tube according to claim 3, characterized in that the axial slide (11) axially in Shifted as a function of the Breimfleck temperature will. 5. Röntgenröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtdetektor (18) auf das vom Brennfleckgebiet in der tellerförmigen Anode ausgestrahlte. Licht anspricht und dadurch mittels eines Motors (20) und weiterer mechanischer Teile (15,16) den Axialschieber (11) verschiebt5. X-ray tube according to claim 4, characterized in that a light detector (18) on the from Radiated focal point area in the plate-shaped anode. Responds to light and thereby means a motor (20) and other mechanical parts (15, 16) moves the axial slide (11) 6. Röntgenröhre nach Ansp uch4, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialschieber (11) durch eine Zahnstange (15) und eine Zahnscheibe (16) mit dem axial antreibenden Motor (20) gekuppelt ist, wobei die Zahnscheibe (16) fest aufgestellt ist und sich die Zahnstange (15) auf dem Axialschieber (U) befindet6. X-ray tube according to Claim4, characterized in that that the axial slide (11) by a rack (15) and a toothed washer (16) with the axially driving motor (20) is coupled, wherein the toothed disc (16) is fixed and the Rack (15) is located on the axial slide (U) 4040
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