DE2455974C3

DE2455974C3 - Drehanodenröntgenröhre

Info

Publication number: DE2455974C3
Application number: DE2455974A
Authority: DE
Inventors: Harry Eggelsmann; Claus-Peter Dipl.-Phys. Dr. Hodum
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1974-11-27
Filing date: 1974-11-27
Publication date: 1979-08-09
Also published as: CA1043844A; DE2455974A1; SE409527B; US4024424A; GB1527239A; SE7513144L; FR2293054B1; JPS5543586B2; NL7513670A; JPS5182587A; BR7507765A; DE2455974B2; FR2293054A1; IT1051273B; BE835925A

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehunodenröntgenröhre gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Eine solche Röntgenröhre ist aus der DD-PS 10 516 bekannt. Durch den Isolator zwischen dem Rotor und der Anodenscheibe soll die den Lagern zugeführte Wärmemenge reduziert werden. Der Rotor und die Anodenscheibe sind über einen elektrischen Leiter miteinander verbunden, dessen Querschnitt für die Übertragung des Stroms gerade ausreicht und nur geringe Wärmemengen überträgt.

Diese Drehanodenröntgenröhre hat ebenso wie alle anderen im großen Umfang in der Praxis eingesetzten ^r>o Drehanodenröntgenröhren ohne einen solchen Isolator den Nachteil, daß verhältnismäßig viel Zeit erforderlich ist, um die Anode (hier und im folgenden wird mit »Anode« die Anodenscheibe bezeichnet) aus dem Stillstand oder einer niedrigen Drehzahl auf die für die '>"> Aufnahme erforderliche Drehzahl zu beschleunigen. Diese Anlaufzeit ist um so größer, je größer der Scheibendurchmesser und je größer die Scheibenmasse ist.

Die große Anlaufzeit ist bei diesen Röhren im w> wesentlichen durch den relativ großen Luftspalt zwischen Stator und Rotor bedingt. Durch den großen Luftspalt sollen Überschläge zwischen dem im allgemeinen auf Erdpotential befindlichem Stator und dem das Hochspannungspotential der Anode führenden Rotor <■>■> vermieden werden. Der Luftspalt kann hierbei kaum verkleinert werden, und deshalb kann auch die Anlaufzeit nicht verkürzt werden.

Drehanoden-Röntgenröhren, deren Anode im Betrieb an Erdpotential liegt weisen demgegenüber bei gleicher Statorleistung eine kleinere Anlaufzeit auf, weil ihr Luftspalt wesentlich kleiner sein kann als bei Drehanoden-Röntgenröhren der eingangs erwähnten Art Da die Anode bei diesen Röntgenröhren auf Erdpotential liegt die Katode also im Betrieb ein negatives Potential führen muß, können solche Röntgenröhren nicht an einem symmetrischen Hochspannungserzeuger betrieben werden, d. h. einem Hochspannungserzeuger, der eine gegen Erde positive und eine gegen Erde negative Hochspannung liefert Ein weiterer Nachteil dieser Röntgenröhren besteht darin, da die Katode auf Hochspannungspotential betrieben werden muß, daß bei einer Regelung des Röhrenheizstromes eine aufwendige Isolation zwischen dem im allgemeinen auf Erdpotential befindlichen Regelteil und den negative Hochspannung führenden Heizfaden vorgesehen sein muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehanoden-Röntgenröhre der eingangs genannten Art bei der also die Anode im Betrieb an Hochspannung liegt, derart auszubilden, daß die Potentialdifferenz zwischen dem Rotor und dem Stator, die den großen Luftspalt erforderlich macht, verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen gelöst

Da bei einer derartigen Röntgenröhre im Betrieb zwischen dem Stator und dem Rotor praktisch keine Potentialdifferenz besteht kann der Luftspalt so klein gemacht werden, wie mit Rücksicht auf den mechanischen Aufbau gerade noch zulässig. Die Hochspannungsfestigkeit wird durch den zwischen dem Rotor und der Anode vorgesehenen Isolator bewirkt

Die erfindungsgemäße Röntgenröhre unterscheidet sich von den bekannten Drehanoden-Röntgenröhren also dadurch, daß dem Anodenaufbau zwei Spannungen bzw. Potentiale zugeführt werden müssen: Die Hochspannung für die Anode und Erde für den Rotor.

Bei Verwendung einer magnetischen Lagerung der Anode, für die die erfindungsgemliße Röntgenröhre besonders geeignet ist, weil sich der Rotor auf Erdpotential befindet und der Luftspalt zwischen Rotor und Stator klein ist, kann zum elektrischen Anschluß von Rotor und Anode je ein mit der Drehachse bzw. dem Rotor zusammenwirkender Schleifkontakt verwendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Röntgenröhre, deren Kolben 1 vollständig aus Metall besteht Der Kolben 1 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut — wie die bekannten Drehanoden-Röntgenröhren auch. Die Anode (genauer die Anodenscheibe) 2 weist eine abgeflachte Brennfleckbahn auf, der gegenüber die Katode 3 angeordnet ist, die über einen Isolator 4 — beispielsweise aus Aluminium-Oxyd-Keramik — mit einem Metallzylinder 5 verbunden ist, der seinerseits mit dem in diesem Bereich eine Öffnung aufweisenden Kolben verbunden ist

Die Anode ist an zvei Stellen gehaltert. Am unteren Ende des Metallkolbens ist ein zur Rotationsachse konzentrischer Zapfen 6 vorgesehen, der ein Lager 7 trägt, das über einen Ring 8 mit dem zylinderförmigen Rotor 9 verbunden ist. Der Zapfen 6, das Lager 7 und der Ring 8 stellen eine leitende Verbindung zwischen

dem Kolben 1 und dem Rotor 9 her, so daß mit dem Metallkolben auch der Rotor geerdet ist Der Luftspalt zwischen dem Rotor 9 und dem über den den Rotor umschließenden zylinderförmigen Teil des Kolbens geschobenen Stator 10 kann daher sehr klein sein. Der Metallkolben 1 darf im Bereich von Rotor bzw. Stator nicht magnetisch sein, damit das Magnetfeld zwischen Rotor und Stator nicht geschwächt wird. Außerdem sollte er eine geringe Leitfähigkeit aufweisen, um die Wirbelstromverluste klein zu halten.

Der Rin£ 8 und mit ihm der Rotor 9 ist — gegebenenfalls über weitere Ringe zur Anpassung an das unterschiedliche temperaturabhängige Ausdehnungsverhalten — mit einem Isolator 11 verbunden, der auf einer die Anodenscheibe 2 tragenden Drehachse 12 befestigt ist Der vorzugsweise aus Aluminium-Oxyd-Keramik bestehende Isolator ist für die höchsten im Betrieb vorkommenden Anodenspannungen ausgelegt Gegebenenfalls kann auch der zwischen der Anode 2 und dem Rotor 9 befindliche Teil der Di^hachse als Isolator ausgebildet sein.

Die Zufuhr der Hochspannung an die Anode erfolgt über ein weiteres Lager 13, das in einem mit dem Röhrenkolben 1 verbundenen Isolator angebracht ist, der eine konusförmige öffnung zur Aufnahme eines Hochspannungssteckers aufweist Das Kugellager 13 dient zur Lagerung der Drehachse 12. Die Hochspannung wird der Anodenscheibe 2 also über das Lager 13 und die Drehachse 12 zugeführt Die Drehachse 12 sollte daher in dem Bereich zwischen dem Lager 13 und der Anodenscheibe 2 aus Metall bestehen.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform

der Erfindung kann in verschiedener Hinsicht variiert werden.

Statt eines Metallkolbens kann auch ein anderes Material, z. B. Glas, verwendet werden. Die Vorteile der Erfindung kommen jedoch besonders bei Metall zum Tragea

Anstelle einer Anodenscheibe kann ein sogenanntes Anodenrad verwendet werden, bei dem die Elektronen auf dem zweckmäßigerweise kenisch geformten Um-ο fang des Anodenrades auftreffen. Die Katode muß dabei so angeordnet sein, daß die Elektronen senkrecht zur Drehachse der Anode beschleunigt werden. Anstelle eines zylinderförmigen Rotors kann auch ein scheibenförmiger Rotor verwendet werden (vgL z. B. BE-PS 7 37 628).

Anstelle der mechanischen Lager 6 und 13 kann auch eine magnetische Lagerung verwendet werden, wobei allerdings gesonderte Schleifkontakte vorgesehen sein müssen, die den Rotor mit Erde und die Anode mit

Hochspannung verbinden.

Es ist auch nicht erforderlich, daß die Anodenscheibe auf beiden Seiten gelagert wird, obwohl diese Art der Lagerung besonders stabil ist Wenn beispielsweise der Röhrenkolben nach unten verlängert und Rotor und Stator entsprechend nach unten versetzt werden, kann auf die Achse 12 zwischen der Anode und dem Rotor ein Kugellager befestigt werden, dessen zweite Lagerfläche in einem seitlich in den Metallkolben eingeführten Isolator befestigt wird, über dem gleichzeitig _sdie

Hochspannung auf das Lager und damit (über die Drehachse) an die Anode geführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehanodenröntgenröhre, deren Anodenscheibe (2) im Betrieb an Hochspannung liegt und über einen Isolator (11) mit dem Rotor (9) verbunden ist und von diesem angetrieben wird, wobei die Antriebsenergie von einem außerhalb des Röhrenkolbens (1) angeordneten Stator (10) geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Röhrenkolben (1) aus Metall besteht und daß der Rotor (9) ίο über ein Lager (7) mit dem Röhrenkolben (1) leitend verbunden ist

2. Drehanodenröntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (11) an einer Drehwelle (12) für die Anodenscheibe (2) angebracht ist

3. Drehanoden-Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (12) der Anode (2) in einem weiteren Lager (13) gelagert ist, das gleichzeitig als Hochspannungszuführung dient

4. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das weitere Lager (13) auf der dem Rotor (9) abgewandten Seite der Anode (2) angeordnet ist

5. Drehanodenröntgenröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Lager (13) an einem mit dem Metallkolben (1) verbundenen Isolierstück (14) befestigt ist der zur Aufnahme eines Hochspannungssteckers dient

6. Drehanodenröntgenröhre nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Röhrenkolben (1) und damit auch der Rotor (9) geerdet sind.

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