DE2815370A1

DE2815370A1 - X=ray tube rotary anode with riveted plate - has plate bore with axial incisions, into which anode shaft is pressed

Info

Publication number: DE2815370A1
Application number: DE19782815370
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Phys Friedel; Josef Hradecny
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1978-04-10
Publication date: 1979-10-18

Abstract

The rotary anode (4) support plate (9) is secured by a connection using axial incisions (21, 22) in the plate hole edge. Into the cut hole is press fitted a hollow shaft (8). This forms in the incisions a transverse toothing, forming a secured and permanent fastening (12) of the plate on the shaft. If the shaft outer wall is fitted with threads, the joint is strengthened and the connection is secure even at highest rotary speeds. The anode plate is of molybdenum, at least in the joint region, while the shaft is of niobium or tantalum.

Description

Drehanode für RöntgenröhrenRotating anode for X-ray tubes

Die Erfindung betrifft eine Drehanode für Röntgenröhren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Drehanoden sind z.B. bekannt aus der US-PS 36 94 685.The invention relates to a rotating anode for X-ray tubes according to the preamble of claim 1. Such rotating anodes are known, for example, from US-PS 36 94 685.

Schon bei der in obengenannter US-PS beschriebenen gekühlten Drehanode für Röntgenröhren ist die Vernietung einer hohlen Welle als Achsbefestigung des Anodentellers verwendet. Dabei ist aber nicht das Problem behandelt, daß es bei der Befestigung von Drehanoden schwierig ist, dauerhaft feste und sichere verdrehungsfreie Halterung zu erzielen. Insbesondere wegen der unvermeidbaren Beanspruchung bei wechselnden und sehr hohen Temperaturen und schnellem Anlauf und Abbremsung der schweren (ca. 1 kg) Anodenteller ist die Befestigung extremen Beanspruchungen ausgesetzt.Already with the cooled rotating anode described in the above-mentioned US-PS for X-ray tubes, a hollow shaft is riveted to fasten the axis of the Anode plate used. However, this does not address the problem that there is the attachment of rotating anodes is difficult, permanently fixed and safe twist-free To achieve bracket. Especially because of the unavoidable stress when changing and very high temperatures and rapid start-up and braking of the heavy (approx. 1 kg) the anode plate, the attachment is exposed to extreme loads.

Außerdem ist schon in der US-PS 40 67 124 davon ausgegangen, daß die Verbindung des Anodentellers mit seiner Drehachse bei bekannten Röntgenröhren kostspielig ist.In addition, it is already assumed in US-PS 40 67 124 that the Connection of the anode plate with his Axis of rotation at known X-ray tubes are costly.

Außerdem hat man danach getrachtet, Verschraubungen des Anodentellers mit der Achse zu vermeiden. Dies hauptsächlich deswegen, weil es schwierig ist, eine Schraubverbindung zwischen einer Drehachse und dem schwergewichtigen Anodenteller dauerhaft fest zu bekommen.In addition, they sought to screw the anode plate to avoid with the axis. This is mainly because it is difficult a screw connection between an axis of rotation and the heavy anode plate to get permanently fixed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Drehanode für Röntgenröhren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die Befestigung des Drehanodentellers auf der Rotorwelle so zu gestalten, daß sie bei Hoch-und Höchsttouren-Röhren sicher und dauerhaft hält und gleichzeitig fertigungsgerecht und preisgünstig aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.The invention is therefore based on the object of a rotating anode for X-ray tubes according to the preamble of claim 1, the fastening of the rotating anode plate on the rotor shaft in such a way that it is safe for high-speed and high-speed tubes and lasts long-term and at the same time it is built to be production-ready and inexpensive is. This object is achieved according to the invention by the characterizing part of this Measures specified in the claim resolved.

Nach der Erfindung wird trotz der hohen mechanischen und thermischen Beanspruchung eine Lockerung des Tellers und dadurch ein Ausfall der Röhre durch Auftreten von Unwuchten und losen Teilchen durch Abrieb vermieden. Dazu werden als Halterung eine Vernietung und eine quer dazu liegende Verzahnung vorgesehen. Zur Vorbereitung dieser Verbindung werden in der Wand des Befestigungsloches des Tellers in axialer Richtung Einschnitte angebracht. Nach Vernietung wird von der Aushöhlung der Welle her an den Stellen, an denen sich im Innenraum des Teller-Achsloches Einschnitte befinden, die Wand der Achse in diese Einschnitte hineingedrückt, so daß eine quer liegende zusätzlich zur Vernietung wirksame Verzahnung erhalten wird.According to the invention, despite the high mechanical and thermal Stress causes a loosening of the plate and thus a failure of the tube Avoidance of imbalances and loose particles due to abrasion. This is done as Bracket provided with a riveting and a toothing lying transversely thereto. To the Prepare this connection in the wall of the mounting hole of the plate incisions made in the axial direction. After riveting, the hollow is made of the shaft at the points where there are incisions in the interior of the plate axle hole are located, the wall of the axis is pressed into these incisions, so that a transverse lying in addition to riveting effective toothing is obtained.

Eine Verstärkung kann durch eine zusätzliche Verschraubung erzielt werden. Dabei wird die durch eine Verschraubung erreichbare Verzahnung mit einer Querver- zahnung kombiniert, indem einerseits eine direkte Verschraubung eines sowohl in das Achsloch des Tellers als auch in das Ende der Welle eingeschnittenen Gewindes vorgesehen ist. Gleichzeitig werden aber in das Innengewinde des Tellers in Längsrichtung der Achse liegende Einschnitte eingebracht und das mit dem Gewinde versehene Ende der Drehwelle wird rohrförmig ausgebildet. Die Querverzahnung ist wie beim Vernieten erzielbar.Reinforcement can be achieved with an additional screw connection will. The toothing that can be reached by a screw connection is connected to a Cross-server serration combined by, on the one hand, a direct screw connection one cut into both the axle hole of the plate and the end of the shaft Thread is provided. At the same time, however, are in the internal thread of the plate Incisions lying in the longitudinal direction of the axis are made and that with the thread provided end of the rotary shaft is tubular. The cross gearing is as can be achieved with riveting.

In einem Ausführungsbeispiel wird eine Welle aus Niob oder Tantal verwendet, auf welche ein Anodenteller aus Molybdän aufgeschraubt wird. Der Teller erhält auf der Oberseite am Loch zwei bis sechs Einschnitte, in welche die am Ende rohrförmige Welle sternförmig vernietet wird, so daß man eine formschlüssige Verdrehsicherung erhält. Niob und Tantal lassen eine entsprechende Kaltverformung ohne Bruch zu. Die höhere thermische Ausdehnung von Niob und Tantal gegenüber dem als Tellermaterial verwendeten Molybdän begünstigen den festen Sitz, weil der Teller wegen der auf ihm liegenden Brennfleckbahn immer heißer ist als die Welle. Sehr vorteilhaft ist auch die schlechtere Wärmeleitung von Niob und Tantal gegenüber dem in der Regel für die Wellen verwendeten Molybdän.In one embodiment, a shaft is made from niobium or tantalum used, on which an anode plate made of molybdenum is screwed. The dish receives two to six incisions on the upper side at the hole, in which those at the end tubular shaft is riveted in a star shape, so that there is a form-fitting anti-rotation device receives. Niobium and tantalum allow a corresponding cold deformation without breakage. The higher thermal expansion of niobium and tantalum compared to the plate material Molybdenum used favor the tight fit because the plate because of the on it is always hotter than the wave. Is very beneficial also the poorer heat conduction of niobium and tantalum compared to the usually molybdenum used for the shafts.

Die Erfindung ist einfach und fertigungsgerecht, weil man mit iiblichen spanabhebenden Bearbeitungen und leicht automatisierbaren Vorrichtungen auskommen kann.The invention is simple and suitable for production because one uses conventional machining operations and easily automatable devices get by can.

Außerdem kann der Anodenteller im Falle eines Röhrenausfalls leicht von der Welle gelöst werden. Dazu braucht nur die an sich schon hohle Welle ausgedreht zu werden.In addition, the anode plate can be easily removed in the event of a tube failure be released from the shaft. For this only the shaft, which is already hollow, needs to be turned out to become.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren darges-tellten Ausführungsbeispiele erläutert.Further details and advantages of the invention are provided below explained on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures.

In der Fig. 1 ist schaubildlich eine Drehanoden-Röntgenröhre gezeichnet, bei welcher zur Veranschaulichung die Drehanode aufgebrochen dargestellt ist, in der Fig. 2 vergrößert herausgezeichnet ein Ausschnitt aus der Drehanode, bei der die Befestigung zusätzlich ein Gewinde enthält, und in der Fig. 3 die Befestigung des Anodentellers an der Drehwelle in Draufsicht. A rotating anode X-ray tube is shown diagrammatically in FIG. 1, in which the rotating anode is shown broken away for illustration, in FIG. 2 shows an enlarged detail of the rotating anode in which the fastening additionally contains a thread, and in FIG. 3 the fastening of the anode plate on the rotating shaft in plan view.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Drehanoden-Röntgedröhre bezeichnet. Sie besteht aus einem gläsernen Kolben 2, an dessen einem inneren Ende eine Kathodenanordnung 3 und ihr gegenüber eine Anodenanordnung 4 angebracht ist. Die Kathodenanordnung ist mittels einer Hülse 5 an der Anodenendwand befestigt und enthält in einem Ansatz 6 die eigentliche Glühkathode. Ihr gegenüber liegt die auf einem Rotor 7 aufgebaute und an einer Drehachse 8 befestigte Drehanode 9. Sie besteht aus dem eigentlichen, aus Molybdän bestehenden Tellerkörper 10, der an den Brennfleckbahnen mit einer Schicht aus Wolfram-Rhenium-Legierung 11 belegt ist. Er ist außerdem an der Befestigung 12 mit der Achse 8 verbunden.In FIG. 1, 1 denotes a rotating anode X-ray tube. she consists of a glass bulb 2, at one inner end of which a cathode arrangement 3 and opposite it an anode arrangement 4 is attached. The cathode assembly is attached to the anode end wall by means of a sleeve 5 and contains in one approach 6 the actual hot cathode. Opposite it is the one built on a rotor 7 and rotating anode 9 attached to a rotation axis 8. It consists of the actual, made of molybdenum plate body 10, which is attached to the focal point paths with a Layer made of tungsten-rhenium alloy 11 is covered. He is also on the attachment 12 connected to the axis 8.

Beim Betrieb der Röhre treffen in an sich bekannter Weise auf die Brennfleckbahnen 13, 14 von den Glühkathoden 15, 16 Elektronen auf, je nachdem, ob zwischen dem Anschlüssen 17, 18 oder 18, 19 bzw. 17, 19 Heizspannung angelegt ist und zwischen 18 und dem Anschlußstutzen 20 eine Beschleunigungsspannung anliegt.When operating the tube meet in a known manner on the Focal point tracks 13, 14 from the hot cathodes 15, 16 electrons, depending on whether between the connections 17, 18 or 18, 19 or 17, 19 heating voltage is applied and between 18 and the connecting piece 20 an acceleration voltage is present.

In der Fig. 2 ist ein Schnittbild entlang der in Fig.3 in einer Draufsicht angedeuteten Linie II-II gezeichnet.FIG. 2 shows a sectional view along that in FIG. 3 in a plan view indicated line II-II drawn.

Sie stellt die eigentliche Befestigung 12 des Tellers 9 an der Achse 8 vergrößert und detailliert dar. Diese Befestigung 12 besteht einerseits aus einem zusätzlich in die Verbindung nach Fig.1 eingebrachten Gewinde 12',auf welches der Teller 9 am Ende der Achse 8 aufgeschraubt ist. Schließlich enthält die Wand des mit dem Gegengewinde zur Achse 8 versehenen, als Bonrung in den Anodenteller 9 eingebrachten Befestigungsloches Einschnitte 21,22 sowie 27 bis 30. Diese können wie in Fig.1 schräg auf das Zentrum der Bohrung gerichtet sein. Sie können aber auch parallel zur Mittelachse des Tellers 9 verlaufen, wie in Fig. 2 gezeigt.It represents the actual attachment 12 of the plate 9 on the axis 8 is enlarged and detailed. This attachment 12 consists on the one hand of a additionally introduced into the connection according to Figure 1 thread 12 'on which the Plate 9 is screwed on at the end of the axis 8. Finally, the wall contains the provided with the mating thread to the axis 8, introduced as Bonrung in the anode plate 9 Fastening holes incisions 21,22 and 27 to 30. These can be as shown in Fig.1 be directed obliquely to the center of the hole. But you can also do this in parallel run to the central axis of the plate 9, as shown in FIG.

In die Einschnitte 23 bis 26 sowie 31 und 32 wird dann die Wand der Welle 8 an den Stellen 23 bis 26 sowie 31 und 32 eingedrückt. So erhält man eine Verzahnung zwischen Achse 8 und Teller 9. Das in Fig.3 ausschnittsweise gezeichne-te Zentrum des Anodentellers 9 zeigt die Befestigung, wie sie in beiden Ausgestaltungen (Fig.1 und 2) erhalten wird. Bei der Lösung nach Fig.1 fehlt lediglich das in gestrichelter Linie angedeutete Gewinde.In the incisions 23 to 26 and 31 and 32, the wall is then the Shaft 8 pressed in at points 23 to 26 as well as 31 and 32. This is how you get one Toothing between axis 8 and plate 9. The part drawn in FIG The center of the anode plate 9 shows the attachment as it is in both configurations (Fig.1 and 2) is obtained. In the solution according to FIG. 1, only the dashed line is missing Line indicated thread.

Zur einfachen Verkeilung der Achse 8 mit den Einschnitten an der Innenwand der Achsbohrung des Tellers 9 ist es zweckmaßig, wenn wenigstens das den Teller 9 halternde Ende der Welle 8 rohrförmig ist. Dazu braucht aber nicht die ganze Welle, wie in Fig.1 dargestellt, ein Rohr zu sein. Es reicht vielmehr aus, wenn eine volle Welle nur in den in die Befestigung 12 reichenden Teil rohrförmig ist,wie durch 33 in Fig 2 angedeutet. Dazu braucht gemäß Fig. 2 nur das außen mit dem Gewinde 12' versehene Ende eine zentrale Bohrung 34 aufzuweisen.For easy wedging of the axis 8 with the incisions on the inner wall the axis bore of the plate 9, it is useful if at least that the plate 9 holding end of the shaft 8 is tubular. But it doesn't take the whole wave as shown in Fig.1 to be a pipe. Rather, it is sufficient if a full Shaft is tubular only in the part reaching into the attachment 12, as through 33 indicated in FIG. In addition needs according to FIG. 2 only the outside to have a central bore 34 at the end provided with the thread 12 '.

Claims

Claims W Rotary anode for X-ray tubes, the anode plate on the rotating shaft is attached by means of a rivet, d u r c h e k e n.n z e i c h n e t that the fastening hole (bore) of the plate (9) at least contains incisions (21, 22 and 27 to 30) extending approximately in the axial direction and that the shaft (8) is pressed into the incisions at least in this area (23 to 26 and 31, 32) is.

2. Rotary anode according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the connection is additionally secured by a screw connection, one thread of which is cut into the wall of the mounting hole of the plate is-and their other in the outside of the end of the shaft and that that in the mounting hole of the plate (9) cut threads (12 ') additionally the incisions (21, 22 and 27 to 30).

3. Rotary anode according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the shaft (8) is tubular at least in the area of the fastening (12) is.

4. Rotating anode according to one of the preceding claims, d a d u r c it is noted that the body of the anode plate (9) is at least in the area of the fastening made of molybdenum and the shaft (8) made of niobium or tantalum.