DE2724732B2 - Hochvakuumdichte Lageranordnung der Drehanode in einem Drehanoden-Röntgengenerator - Google Patents
Hochvakuumdichte Lageranordnung der Drehanode in einem Drehanoden-RöntgengeneratorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hochvakuumdichte Lageranordnung der Drehanode in einem Drehanoden-Röntgengenerator
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Für den Betrieb eines Röntgengenerators mit einer Drehanode ist es erforderlich, daß innerhalb der
Röntgenröhre ein Hochvakuum von 13 10-5mb herrscht, wünschenswert sind sogar l,3-IO-;mb.
Drehanoden in Röntgengeneratoren werden zur Intensitätserhöhung auf das 10- bis 20fache gegenüber
konventionellen Generatoren mit fester Anode verwendet Derartige Generatoren werden zur Erzeugung von
Röntgenstrahlen insbesondere für die Herstellung von Beugungsspektren verwendet
Wesentliches Problem bei Röntgengeneratoren mit Drehanoden ist die Lagerung für die drehbare Anode
und deren motorischen Antrieb von außen vakuumdicht zu gestalten, wobei erschwerend hinzukommt daß
Drehzahlen für die Anode in der Größenordnung von 4000 bis 10 000 U/min beherrscht werden müssen.
Gleichzeitig ist die Anode eines solchen Röntgengenerators vorzugsweise durch eine Kühlflüssigkeit zu
kühlen, welche ebenfalls durch die Lageranordnung der Anode zugeführt und wieder abgeführt werden muß.
!■> Es sind Lägeranordnungen für Drehanoden bei
Röntgengeneratoren bekannt bei denen zur Erzielung einer — bisher allerdings nicht befriedigenden —
Vakuumdichte in Hochvakuumöl laufende Simmerringe verwendet werden. Im allgemeinen werden zwei
Simmerringe verwendet und zwar ist einer zur Abdichtung gegenüber dem äußeren Luftraum und der
andere zur Abdichtung gegenüber dein innen liegenden
Hochvakuumraum vorgesehen. Solche Simmerringe müssen geschmiert werden und es ist bekannt entweder
eine Zwangsumlaufschmierung vorzusehen oder eine Eigenschmierung. Nachteilig ist in beiden Fällen, daß bei
allmählicher Abnutzung der Simmerringe ein Eindiffundieren
von öldaRipf in den Hochvakuumraum des
Röntgengenerators nicht zu vermeiden ist Durch
nur eine geringe Lebensdauer für die Lageranordnung gegeben (ca. 400 bis 600 Stunden). Die Abdichtung muß
dann erneuert werden.
ausgestatteten Lageranordnungen Mehrkammersysteme mit abgestuftem Vorvakuum vorgesehen. Solche
Anordnungen sind baulich außerordentlich aufwendig und sind besonders der Gefahr des Abreißens des
Ölfilms der die Kammern abgrenzenden Simmerringe ausgesetzt
Es ist ferner eine hochvakuumdichte Lageranordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art
bekannt (US-PS 24 88 200), bei welcher Flüssigkeitsdichtungen mit hochviskosen Dichtflüssigkeiten nach
dem Manometerprinzip benutzt werden. Mit derartigen, von sich aus vakuumdichten Dichtungen sind jedoch die
heute im Anoden-Kathoden-Raum anzustrebenden Hochvakua 13 · 10-' bis 13 · 10~7 mb) nicht erreichbar,
weil das als hochviskose Flüssigkeit in Betracht
so kommende öl nur einen Unterdruck von allenfalls
13 ■ 10~4 mb erlaubt Außerdem verbieten auch die bei
modernen Röntgengeneratoren zu beherrschenden hohen Drehzahlen der Anode (4000 bis 10 000 U/min)
wegen Verspritzungsgefahr der Dichtflüssigkeit die
Die bei dieser Lageranordnung vorgesehenen Kugellager haben selbst keinerlei Dichtungsfunktionen.
Bei einer weiteren gattungsgemäßen hochvakuumdichten Lageranordnung, bekannt aus der DE-AS
ω 23 08 508, ist ein dem Vakuum zugewandtes Drehlager
vorhanden, auf dessen Rückseite eine Vorvakuumkammer angeordnet ist. Letztere ist einer mit einer
Sperrflüssigkeit enthaltenden Behälter in Verbindung stehenden Kammer nachgeschaltet. Die eigentliche
Hochvakuumdichtung wird durch eine Radialabdichtung gebildet über deren Bauart genaue Hinweise
jedoch fehlen und die auch von dem dem Vakuum zugewandten Drehlager getrennt angeordnet ist.
Den. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hochvi|kuumdichte Lageranordnung für die Drehanode
in eini m Drehanoden-Röntgengenerator zu schaffen,
die ir, ihrer Art einfach ist, den heute hohen
Anforc erungen hinsichtlich des Unterdrucks im Vakuumrau: η und der Drehzahl der Drehanode voll genügt,
zugleich eine hohe Lebensdauer gewährleistet und das Abtropfen von Ol in den Hochvakuumraum weitestgehend
verhindert
Diese Auf gaue wird bei einer Lageranordnung gemäß ι ο
dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den im Kennzeichen angegebenen Merkmalen gelöst
An sich sind durch zwei Dichtscheiben geschlossene Kugellager, zum Beispiel aus »Wälzlagertechnik«
Januar 1968, bekannt Dort steht indes nur der Staubschutz derartiger Kugellager zur Diskussion. Der
Einsatz für eine Druckabdichtung wird als eng begrenzt bezeichnet, das heißt also die Meinung vertreten, daß
derartige Kugellager nicht hochvakuumdicht sind.
Nun hat sich aber entgegen dieser Meinung gezeigt,
daß bei Verwendung von mit Dichtscheiben geschlossenen Kugellagern unier Anordnung einer Vorvakunmkammer
zwischen den Kugellagern eine «ollständig hochvakuumdichte Lageranordnung für den abgegebenen
Zweck erzielt wird.
Gegenüber den bekannten Lageranordnungen der Drehanode ergeben sich durch die Erfindung folgende
Vorteile: Es besteht nicht die Gefahr eines Abdampfens von öl in den Rezipient Die Lageranordnung hat
hinsichtlich ihrer Hochvakuumdichte eine längere Lebensdauer, dadurch ist eine wesentliche Steigerung
der Effizienz einer solchen Röntgenanlage wegen kürzerer Ruhezeiten des Generators ermöglicht Es ist
ein höheres Vakuum erreichbar, wodurch sich die Lebensdauer der Kathode des Röntgengenerators
verlängert Auch sind höhere Drehzahlen für die. Drehung der Anode möglich, so daß der jeweilige
Röntgengencrator eine verbesserte Leistung hinsichtlich der abgestrahlten Röntgenstrahlung erbringt
Auch kann der Generator mit einer kontinuierlichen Veränderung- bzw. Einstellung der Drehzahl der Anode
betrieben werden. Dies ist zumindest bei mit Simmerringen
abgedichteten Lageranordnungen für die Drehanode
nicht möglich, da die Dichtwirkung von Simmerringen
nur für bestimmte Drehzahlen, die auch sofort erreicht werden müssen, tatsächlich gut ist
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Beispielsweise
Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt so
F i g. 1 schematisch im Schnitt die Lageranordnung für eine Drehanode in einem Röntgengenerator;
F i g. 2 eine nur auf die Lagerteile selbst beschränkte
Schnittansicht der Ausführungsform nach F i g. 1 mit Labyrinthdichtungen;
F i g. 3 eine nur auf die Darstellung der Lagerteile beschränkte Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform;
F i g. 4 die Ausführungsform nach F i g. 3 mit zusätzlicher Labyrinthdichtung; μ
Fig.5 die Ausführungsform nach Fig.3 mit zwei
Labyrinthdichtungen.
Gemäß Darstellung in F i g. 1 ist mit 1 ein Flansch der Haube des Röntgengenerators bezeichnet. In dem
Raum links von dem Flansch 1 innerhalb des f>r>
Röntgengenerator:; soil Hochvakuum herrschen. In
Fig. 1 rechts von dem Flansch 1 ist Außenluf«. In einer
öffnung des Flansches 1 ist ein äußerer Lagerkörper 2 fest angeordnet, der als Lagerhülse ausgebildet ist.
Konzentrisch innerhalb der Hülse 2 ist über eine unten beschriebene Anordnung ein innerer Lagerkörper 3
gehalten, welcher auf einer Anodenwelle 4 angeordnet ist Die Anodenwelle 4 ist an ihrem äußeren, in F i g. 1
nach rechts über den Flansch 1 vorstehenden Ende mit einem Antrieb für die Drehung der Anode verbindbar.
An ihrem inneren Ende läuft die Anodenwelie 4 in einen
Flansch S aus, an dessen Außenrand bei 6 der Anodenkörper aufsetzbar ist Der dadurch gebildete,
aber nicht dargestellte Anodentnnenraum ist entsprechend den Pfeilen von Kühlwasser durchflossen. Dazu
ist ein Kühlwasser Zuführ- und Verteilerkörper 7 vorgesehen, der sich als Rohr 8 durch die Anodenwelle 4
hindurch erstreckt wobei das Kühlwasser in eine Einlaßöffnung 9 eintritt und bei 10 in den Anodeninnenraum
austritt durch an dem Verteiler 7 vorgesehene Bleche 11 verteilt wird und entsprechend den Pfeilen 12
am Flansch 5 entlang zurückströmt, um über Umfangsschlitze
13 und Spalte 14 zwischen dem Rohr 8 und der Anodenwelle 4 bei 15 nach außen zu. /ömen.
Die eigentliche vakuumdichte Lagerenordnung zwischen
der äußeren Lagerhülse 2 und dem inneren auf der Anodenwelie 4 angeordneten Lagerkörper 3 wird
durch Kugellager 16, 17, 18 gebildet Jedes dieser Kugellager besteht aus einem Rillenkugellager mit zwei
den Kugelring zwischen den Lagerringen nach außen dicht abschließenden Dichtscheiben 16a, 166; 17a, 176;
18a, 18Ä. Jedes Lager 16,17,18 ist in seinem Innenraum
zwischen den jeweiligen Dichtscheibeii mit Hochvakuumfett vollständig gefüllt Bei der in F i g. 1 gezeigten
Ausführungsform bilden die Lager 16 und 17 die Lager auf der dem Vakuum zugewandten Seite der Lageranordnung
während das Lager 18 auf der der Außenluft zugewandten Seite liegt Zwischen den Lagern 17 und
18 ist eine Kammer 19 gebildet, welche über eine
Leitung 20 an ein Vorvakuum angeschlossen ist Die Leitung 20 mündet dazu in eine öffnung 21 in der
äußeren Lagerhülse 2 und ist auf der anderen Suite mit einer Durchlaßbohrung 22 im Flansch 1 verbunden, an
welche bei 23 eine Vakuumleitung anschließbar ist
(lir die Aufnahme des inneren Lagers 16 ist am Lagerkörper 3 eine Schulter 24 vorgesehen. Die äußere
Lagerhülse 2 weist eine Schulter 25 auf, so daß sich das Lager 16 zwischen den Schultern 24 und 25 befindet
Gehalten wird das Lager durch in die äußere Lagerhülse 2 bzw. in den inneren Lagerkörper 3 eingeschraubte
Spannmuttern 26, 27. Zwischen Lager 16 und Schulter 25 ist ein O-Ring 28 vorgesehen. Im übrigen ist zwischen
dem inneren Lagerkörper 3 und dem Flansch 5 der Anodenwelle 3 ebenfalls ein O-Ring 29 angeordnet
Das innere Lager 17 liegt einerseits an einer weiteren Schulter 30 der äußeren Lagerhülse 2 an. Zwischen
Lage- 17 und Schulter 30 ist ein O-Ring 31 vorgesehen.
An der Außenseite ist das Lager 17 über die Kammer 19
einschließende Abiiandsringe 32, 33 an der Innenseite
des äußeren Lagers 18 abgestützt Das äußere Lager 18 ist seinerseits von der Außenseite her durch eine in die
äußere Lagerhfilse einschraubbare Spannmutter 34 gehalten, so daß die Lager 17 und 18 gemeinsam durch
die Spannmutter 34 verspannt sind. Zwischen Spannmutter
34 und Lager 18 bzw. zwischen äußerer Lagerhülse 2 und Lager 18 ist ein O-Ring 35 vorgesehen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist es zweckmäßig, daß der Raum zwischen den beiden inneren Lagern
16 und 17di'rch ein Ftttpolsier 36 ausgefüllt ist.
Wird im Betrieb die Kammer 19 an ein Vorvakuum angelegt, so ist durch die beschriebene Lageranordnung
eine bis zu 10-'Torr hochvakuumdichte Durchführung
der Anodenwelle 4 durch den Flansch I geschaffen.
In der Darstellung der Ausfuhrungsform nach F i g. 2
sind bereits beschriebene Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals erläutert.
Anstelle der Abstandsringe 32 und 33 in der Kammer 19 sind zu beiden Seiten benachbart der Lager 17 und 18
innerhalb der Kammer 19 Labyrinthdichtungen 41, 42 vorgesehen. Diese Labyrinthdichtungen bestehen jeweils
aus einem äußeren, mit der Lagerhülse 2 verbundenen Dichtungsteil 41a bzw. 42a mit etwa radial
nach innen vorstehenden Lamellen sowie aus einem inneren, auf dem Lagerkörper 3 sitzenden Dichtungsteil
41/? bzw. 42b mit radial nach außen vorstehender Lamelle, wobei an jedem Dichtungsteil ein oder
mehrere Lamellen vorgesehen sein können, die mit den Lamellen des anderen Dichtungsteil kämmen. In den
Zwischenräumen zwischen den Lamellen ist jeweils ein Fer.tpoisier 43 aus Hochvakuumtett vorgesehen. Die
Labyrinthdichtungen 41, 42 erfüllen gleichzeitig die Funktion der Abstandsringe, so daß auch hier die Lager
17 und 18 durch die äußere Spannmutter 34 verspannt sind.
Bei eier Ausführungsform nach Fig. 3 sind bereits in
Verbindung mit Fig. I beschriebene Teile mit gleichen BeiEugszeichen versehen und werden nicht nochmals
erliiutert. Bei dieser Ausführungsform ist kein inneres Lager 17 vorgesehen. Vielmehr liegen die Abstandsringe
32, 33 in der Kammer 19 unmittelbar an der Schulter 30 des inneren Lagerkörpers 3 an. Zwischen dem
Abstandsring 32 und der Schulter 30 ist ein O-Ring 44
angeordnet.
Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist an der
Innenseite der Kammer 19 zwischen den Abstandsringen 32, 33 und der Schulter 30 mit O-Ring 45 eine
Labyrinthdichtung 46 angeordnet. Diese Labyrinthdichlung 46 weist einen äußeren, an der äußeren Lagerhülse
2 anliegenden Dichtlingsteil 46a mit radial nach innen vorstehender Lamelle auf sowie einen inneren, auf dem
inneren Lagerkörper 3 angeordneten Dichtungsteil 466 mit radial nach außen vorstehender Lamelle, wobei die
ίο Lamellen kämmen und zwischen sich ein Fettpolster 47
haben. Zwischen Labyrinthdichtung 46 und Kugellager 16 ist ein Fettpolster 48 angeordnet, welches dem
Fettpolster 36 nach F i g. I entspricht. Die übrigen Teile dieser Ausführungsform sind, soweit sie ihrer Funktion
ir) und Ausbildung bereits vorher beschriebenen Teilen
entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals erläutert.
Bei der Ausbildung nach F i g. 5 sind beide Seiten der Kammer i9 durch Labyrinthdichtungen 50, 51 gegenüber
den Kugellagern 16 bzw. 18 abgedichtet. Die Ausbildungen der Labyrinthdichtungen entsprechen
den vorher beschriebenen Ausbildungen. Die äußeren Dichtungsteile 50a und 51a liegen axial aneinander an
und entsprechen funktionell den Abstandsringen 32, 33.
_>·-> Zwischen dem äußeren Dichtungsteil 50a der Labyrinthdichtung
50 und der Schulter 30 ist ein O-Ring 52 vorgesehen und ein entsprechender O-Ring 53 ist
zwischefi dem äußeren Dichtungsteil 51a der Labyrinthdichtung
51 und dem Lager 18 angeordnet. Im übrigen
so sind wiederum gleiche bereits beschriebene Teile nicht
nochmals erläutert und mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Claims (4)
- Patentansprüche:t. Hochvakuumdichte Lageranordnung der Drehanode in einem Drehancden-Röntgengenerator,a) mit einem in einem Flansch (1) der unter Hochvakuum stehenden Generator-Röhrenhaube angeordneten äußeren als Hülse (2) ausgebildeten Lagerkörperb) und einem diesem gegenüber drehbar gelagerten inneren mit der Anodenwelle (4) verbundenen Lagerkörper (3),c) sowie mit einer zentralen Kühlmittel-Durchführung innerhalb des inneren Lagerkörpers (3) für die Zu- und Abführung eines Kühlmittels für die Anode,d) wobei zwischen zwei axial beabstandeten, durch Kugellager (16,17,18) gebildeten Lagerstellen eine Kammer (19) vorgesehen ist, die an ein Vorvakuum angeschlossen ist,dadurch gekennzeichnet, daße) die SuS der dem Vakuum und der der Außenluft zugewandtes Seite der Lageranordnung jeweils angeordneten Kugellager (16, 17, 18) mindestens ein mit zwei Dichtscheiben (16a, tr, VJa, b; 18a, b) geschlossenes Kugellager (16, 17, 18) umfassen,f) die geschlossenen, in Hochvakuumfett laufenden Kugellager (16, 17, 18) handelsübliche Rillenkugellager mit zwei Dichtscheiben (16a, b\ t7a,b;i8a,b)s\nd.
- 2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichret,g) daß innerhalb der Kammer (19) auf zumindest einer, vorzugsweise beiden, den Kugellagern (17, 18) zugewancitea Seiten eine fettgefüllte Labyrinthdichtung (41,42; 46; 50,51) angeordnet ist,h) die je aus einem äußeren mit der Lagerhülse verbundenen Dichtungsteil (41a, 42a; 46a; 50a, 5ta) und einem inneren mit dem inneren Lagerteil (3) verbundenen Dichtungsteil (41 ύ, 426; 46b), welches mit dem äußeren Dichtungsteil kämmt besteht
- 3. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnetdaß die geschlossenen Kugellager mit ihren äußeren Laufringen gegenüber der Lageriiülse (2) durch mindestens einen O-Ring (28, 31, 35) abgedichtet sind.
- 4. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnetdaß die geschlossenen Kugellager mit ihren inneren Laufringen gegenüber der Anodenwelle durch mindestens einen O-Ring abgedichtet sind.
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DE2724732A DE2724732C3 (de) | 1977-06-01 | 1977-06-01 | Hochvakuumdichte Lageranordnung der Drehanode in einem Drehanoden-Röntgengenerator |
Applications Claiming Priority (1)
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DE2724732A DE2724732C3 (de) | 1977-06-01 | 1977-06-01 | Hochvakuumdichte Lageranordnung der Drehanode in einem Drehanoden-Röntgengenerator |
Publications (3)
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DE2724732A1 DE2724732A1 (de) | 1978-12-07 |
DE2724732B2 true DE2724732B2 (de) | 1980-12-04 |
DE2724732C3 DE2724732C3 (de) | 1981-08-13 |
Family
ID=6010412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2724732A Expired DE2724732C3 (de) | 1977-06-01 | 1977-06-01 | Hochvakuumdichte Lageranordnung der Drehanode in einem Drehanoden-Röntgengenerator |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2724732C3 (de) |
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1977
- 1977-06-01 DE DE2724732A patent/DE2724732C3/de not_active Expired
Also Published As
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