DE2921303A1 - Drehanoden-roentgenroehre - Google Patents

Description

• Drehanoden-Röntgenröhre
• Die Erfindung betrifft eine Drehanoden-Röntgenröhre mit einem tellerförmigen Anodenkörper, dessen Zentrum über eine rohrförmige Achse mit der äußeren Laufbahn seiner Kugellager verbunden ist, deren innere Laufbahn an einem halternden Rohr liegt. Solche Röntgenröhren sind z.B. bekannt aus der US-PS 36 94 685.
• Bei Drehanoden-Röntgenröhren ist es wichtig, bei der Herstellung unter günstigen Bedingungen zu einem Hochvakuum kommen zu können, das auf die Lebensdauer der Röhre aufrecht gehalten wird. Andererseits soll beim Betrieb die in der Drehanode durch die aufprallenden Elektronen erzeugte Wärme abtransportiert werden und die Lager sollen ruhigen Lauf haben.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Drehanoden-Röntgenröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, gesteigerte Belastbarkeit, Betriebssicherheit und Laufruhe bei hohen Drehzahlen und rationelle Verstellbarkeit zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
• Durch die Ausnutzung des rohrförmigen Lagerhalterungsteils als Pumpstutzen, der z.B. im Zentrum des Anodentellers enden kann, wird die Pumpbarkeit der Röhre wegen des dabei erzielbaren hohen Fumpleitwerkes stark verbessert. Andererseits gibt die Möglichkeit, den Pumpstutzen im Zentrum der Drehanode münden zu lassen, günstige Bedingungen für die Evakuierung der Röhre, weil dieses in der Regel zugleich im Zentrum der Röhre selbst liegt. Bei Verwendung eines Kupferrohres als Evakuierungsanschluß kann auch noch die Herstellung erleichtert werden, indem das Abziehen der Röhre von der Pumpe nach Erreichen des Endvakuums bei hoher Anodentemperatur und damit bei voll aktiviertem Getter (Gasabsorber) durch Abquetschen und Druckverschweißen dieses Rohres möglich ist.
• Eine Verbesserung der Wärmeableitung kann zusätzlich erzielt werden durch Anordnung von Kühlmitteln im und/oder am halternden Rohr. In diesem Sinne ist es auch dienlich, einen Kühlkörper am Ende des Evakuierungsrohres anzuordnen, das in der Nähe des Tiers liegt. Der Kühlkörper kann beispielsweise aus Kohlenstoff oder Zirkon-Graphit bestehen. letzteres hat den Vorteil, daß es aus dem bei Elektronenröhren gebräuchlichen Gettermaterial besteht, das zusätzlich Gas absorbiert. Der Körper kann direkt an das Evakuierungsrohr, das bei Ausbildung aus Kupfer gute Wärmeleitfähigkeit zeigt, angelötet werden, so daß auch guter Wärmeübergang erhalten wird. Andererseits kann durch die große Getterwirkung des Zirkons eine Stabilisierung des Hochvakuums in der spater verschlossenen Röhre erreicht werden.
• Der Wärmeabsorptionskörper ist auch mit Vorteil anwendbar, wenn in der aus obengenannter US-PS 36 94 685 bekannten Weise die rohrförmige Halterung der Drehanodenlager mit Kühlmitteln versehen wird, etwa wenn eine Durchlaufflüssigkeitskünlung darin installiert wird. In beiden Fällen ist es zweckmäßig, die Oberfläche des Wärmeableitkörpers wenigstens an seiner dem Anodenteller zugewandten Seite eine Form zu geben, die weitgehend dem Teller entspricht und dabei die Halterung des Tellers an der Achse an seinen Rand zu verlegen. Dazu wird die rohrförmige Achse z.B. zu einem Trichter aufgeweitet, dessen Rand da-nn mit dem Rand des Tellers verbunden etwa verlötet werden kann.
• Um die Wärmeleitung über diese Verbindung zu den Lagern zu vermindern, kann der Trichter mit dünner Wand ausgebildet werden, die zusätzlich noch Unterbrechungen aufweisen kann, so daß die Verbindung zwischen dem Teller und der eigentlichen Drehachse etwa die Form von Speichen erhält.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
• In der Fig. 1 ist eine Außenansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Drehanoden-Röntgenröhre dargestellt, in der Fig. 2 ein Querschnitt durch die in der Röhre verwendete Drehanode, und in der Fig. 3 ein ausschnittsweiser Querschnitt durch einen Teller, der am Rand gelagert ist und bei dem ein doppelwandiges Rohr als Achslagerung verwendet ist.
• In der Figur 1 ist mit 1 eine Röntgenröhre bezeichnet, in deren Vakuuinlcolben 2 am einen Ende eine Kathodenkombination 3 angebracht ist und ihr gegenüber am anderen Ende eine Anodenkombination 4. So können in bekannter Weise Röntgenstrahlen dadurch erzeugt werden, daß bei Anschluß einer Hochspannung zwischen den leitungen 5, 6 und 7 sowie dem Anschlußstutzen 8 und Anlegung einer Heizspannung zwischen 5 und 6 bzw. 6 und 7 oder 5 und 7 aus einer Glühkathodenwendel 9 Elektronenstrahlenbündel 10 und/oder 11 auf Brennfleckbahnen 12 und/oder 12 gelangen. Bei der Abbremsung der Bündel 10 und/oder 11 auf den Brennfleckbahnen 12 und/oder 13 werden die Röntgenstrahlen erzeugt. Dabei wird die Drehanode 14 in bekannter Weise dadurch in Drehung versetzt, daß einem Rotor 15 von außen mittels eines in der Figur nicht dargestellten bekannten Status ein Drehfeld zugeführt wird. Dieses verursacht dann eine Rotation der Anodenkombination 4, so daß der Anodenteller 16, der an seiner Unterseite mit einer Graphitauflage 17 versehen ist, über eine rohrförmige Achse 18 in Rotation versetzt wird. So kann die Belastung des Anodentellers 16 über die Brennfleckbahnen 12 und/oder 13 über den gesamten Teller 16 unter Erhöhung der Belastung verteilt werden.
• Für die Lagerung der Drehanode 14 ist, wie in Figur 2 gezeichnet, ein Halterungsrohr 19 vorgesehen, an dessen Außenseite Lager 20 und 21 liegen. Ihre Kugeln 22 werden in bekannter Weise zwischen Schulterflächen 24, 25 sowie 26, 27 gehaltert, die mit einer Feder 23 aneinander gedrückt werden. Im Inneren der hohlen Halterung der Lager 20, 21, d.h. des Halterungsrohres 19, liegt ein als Pumpleitung ausgebildetes Kupferrohr 28.
• Dieses reicht vom Anschlußstutzen 8 bis ins Zentrum des Anodentellers 16. Es besteht aus Kupfer und ist an seinem äußeren Ende nach dem Evakuieren an der Stelle 29 durch Abklemmen vakuumdicht verschlossen.
• Während des Evakuierungsvorganges kann durch eine im Zentrum des Tellers 1.6 angebrachte Öffnung 30 im Teller 16 Gas in die Evakuierungsbahn des Kupferrohres 28 gelangen.
• Bei der in Figur 3 dargestellten Form ist am oberen Ende des Halterungsrohres 19 ein Kühlkörper 31 angebracht, der aus Zirkon-Graphit besteht. Die Kühlung des Rohres kann dadurch erreicht werden, daß das Kupferrohr 28 mit kleinerem Durchmesser ausgebildet wird und zusammen mit dem Rohr 19 ein doppelwandiges Halterungselement für die Lager 20, 21 bildet. Im Zwischenraum 38 kann über eine leitung 32 Kühlmittel, etwa Wasser, entsprechend der Andeutung durch einen Pfeil 33, eingeleitet werden, welches dann rückwärts, entsprechend einem Pfeil 34, wieder austreten kann.
• Die Halterung des Tellers 16 ist dabei an seinen Rand verlegt, in dem die rohrförmige Achse trichterförmig erweitert ist, wie in der Figur durch Trichter 35 dargestellt. Der Rand des Trichters 35 ist mit dem Rand des Tellers 16 verlötet. Der Trichter kann auch noch mit Durchbrechungen 36 versehen sein, zwischen denen speichenförmige Teile 37 stehen bleiben. Der Trichter 35 erhält so neben einer Verringerung der Wärmeleitfähigkeit eine Struktur, die auch beim späteren Betrieb der Röhre noch zu getternde Teilchen durchläßt.
• Der Raum 38 zwischen den rohrförmigen Elementen 19 und 28 in Figur 3 kann anstatt einer Flüssigleitszuleitung 32 auch mit einem Schmelzmetall versehen sein.
• Dieses Metall kann den gesamten Raum 38 ausfüllen.

Claims (11)

1. PatentansDrüche 1. Drehanoden-Röntgenröhre mit einem tellerförmigen Anodenkörper, dessen Zentrum über eine rohrförmige Achse mit der äußeren Laufbahn seiner Kugellager verbunden ist, deren innere Laufbahn an einem halternden Rohr liegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Rohr (19) als Pumpstutzen ausgebildet ist, indem es zum Röhreninnenraum hin geöffnet und nach außen hin vakuumdicht verschließbar ist.
2. 2. Röhre nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Öffnung das Ende des Rohres (19) ist und daß der tellerförmige Anodenkörper (16) in seinem Zentrum eine Durchbrechung (30) aufweist.
3. 3. Röhre ach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in das halternde Rohr ein Kupferrohr (28) eingesetzt ist, das zum vakuumdichten Verschluß (29) abgequetscht und dabei druckverschweißt werden kann.
4. 4. Röhre nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß im halternden Rohr zusätzlich Kühlmittel untergebracht sind.
5. 5. Röhre nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das halternde Rohr doppelwandig (18, 19) ausgebildet ist und sich das Kühlmittel im Raum (38) zwischen den Wänden befindet.
6. 6. Röhre nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Kühlmittel eine den Zwischenraum (38) durchströmende (32, 33, 34) Flüssigkeit ist.
7. 7. Röhre nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Kühlmittel im Zwischenraum (38) ein Metall niedrigen Schmelzpunktes ist, wie Zinn oder Zink.
8. 8. Röhre nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die rohrförmige Achse an ihrem anodenseitigen Ende zu einem Trichter (35) erweitert ist, dessen Rand mit dem Rand des tellerförmigen Anodenkörpers (16) verbunden ist und daß am halternden Rohr (19) innerhalb des Trichterraumes der diesem zugewandten Fläche des Tellers (16) ein Wärmeabsorptionskörper (31) zugeordnet ist.
9. 9. Röhre nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmeableitkörper (31) den Trichterraum weitgehend ausfüllt.
10. 10. Röhre nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmeableitkörper (31) aus Zirkon-Graphit besteht.
11. 11. Röhre nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Wand des Trichters (35) dünn ist und/oder Durchbrechungen (36) aufweist.