DE3004706C2

DE3004706C2 - Rotating anode X-ray tube

Info

Publication number: DE3004706C2
Application number: DE3004706A
Authority: DE
Inventors: Guenter 8520 Erlangen Appelt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1982-02-18
Also published as: CH647095A5; FR2475800B1; FR2475800A1; DE3004706B1; JPS56126238A

Description

Die Erfindung betrifft Drehanoden-Röntgenröhren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Röntgenröhre ist z. B. bekannt aus der DE-PS 7 39 767.The invention relates to rotating anode x-ray tubes according to the preamble of claim 1. A such X-ray tube is z. B. known from DE-PS 7 39 767.

Bei Röntgenröhren-Drehanoden erfolgt der Antrieb der Anode gewöhnlich mit einem Asynchronmotor mit Kurzschlußläufer, dessen Rotor in der Röhre an der Anodenachse liegt und dessen Stator dem Rotor außen an der Röhre zugeordnet ist Der Rotor besteht dabei in der Regel aus einem Kupferzylinder, der einen rohrförmigen Eisenkern umschließt Dabei ist es nachteilig, daß die für den elektrischen Antrieb erforderlichen Materialien unterschiedliche Ausdehnungswerte aufweisen, so daß sie aneinander befestigt werden müssen, um die in Röntgenröhren auftretenden Temperaturschwankungen unter hinreichender Beibehaltung der Zuordnung zu überstehen. Trotzdem kommt es häufig vor, daß ein ursprünglich ruhig laufender Rotor nach einiger Benutzungszeit offensichtlich durch Verschiebungen der beiden Teile gegeneinander Unwuchten aufweist. Resultate davon sind ein unerwünschtes erhöhtes Laufgeräusch und eine sehr starke Belastung der Lager, die wegen Überlastung der Lager oft zum Ausfall der Röhre führen kann.With X-ray tube rotating anodes, the anode is usually driven by an asynchronous motor Squirrel cage rotor, whose rotor lies in the tube on the anode axis and whose stator is outside the rotor is assigned to the tube The rotor usually consists of a copper cylinder, the one tubular iron core encloses it is disadvantageous that the electrical drive required materials have different expansion values so that they are attached to each other must be in order to adequately maintain the temperature fluctuations that occur in X-ray tubes to survive the assignment. Nonetheless, it often happens that an originally calm running rotor after some time of use apparently due to shifting of the two parts against each other Has imbalances. The results of this are an undesirable increased running noise and a very heavy load on the bearings, which can often lead to the failure of the tube due to overloading of the bearings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Drehanoden-Röntgenröhre gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 einen Aufbau des Rotors anzugeben, der unter Vermeidung vorgenannter Nachteile einfach und präzise herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.The invention is based on the object in a rotating anode X-ray tube according to the preamble of Claim 1 to specify a structure of the rotor which is simple while avoiding the aforementioned disadvantages and can be manufactured precisely. This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part this claim resolved specified measures. The subclaims contain advantageous developments and embodiments of the invention.

Durch die Verwendung eines aus Eisen und Kupfer bestehenden Zweischichtenrnaterials, welches sich auch als Kupfer-Eisen-Verbundblech ansprechen läßt, ist es möglich, den Rotor in einem Tiefziehgang herzustellen. Dies bedeutet gegenüber der bekannten Herstellung zweier rohrförmiger Präzisionsteile eine Vereinfachung, weil nur noch ein Arbeitsgang erforderlich ist. Andererseits kann der Tiefziehvorgang sehr präzise durchgeführt werden, so daß die genaue Montage eines Eisen- und eines Kupferteils hinfällig wird. Die Halterung der Schichten aus Kupfer und Eisen aneinander ist vom Verbundmaterial her völlig dicht vorgegeben, so daß der bei den bekannten Rotoren vorhandene und bei der Verwendung in Hochvakuum-Röntgenröhren schwer zu entgasende, zwischen den Berührungsflächen der beiden Materialien liegende Spalt vermieden ist Durch die Haftung der Schichten aneinander ist außerdem eine dauerhafte Beständigkeit auch in bezug auf die in Röntgenröhren auftretenden wechselnden Temperaturen gegeben. Schließlich gewährleistet die enge Bindung der Schichten aus Kupfer und Eisen aneinander auch noch einen für die Abstrahlung von Wärme günstigen innigen Wärmeleitkontakt, der bei üblichen Rotoren wegen der mechanischen Verbindung gehemmt istBy using a two-layer material made of iron and copper, which is also as a copper-iron composite sheet, it is possible to manufacture the rotor in one deep-drawing process. This means compared to the known production two tubular precision parts a simplification, because only one work step is required. On the other hand, the deep-drawing process can be carried out very precisely, so that the exact assembly of a Iron and a copper part becomes obsolete. The support of the layers of copper and iron to each other is predetermined by the composite material completely tight, so that in the known rotors existing and difficult to degas when used in high vacuum x-ray tubes, between the Contact surfaces of the two materials lying gap is avoided by the adhesion of the layers there is also a permanent resistance to one another, also with regard to those occurring in X-ray tubes given changing temperatures. Finally, this ensures the tight bond of the layers of copper and iron to each other also an intimate heat-conducting contact favorable for the radiation of heat, which is inhibited in conventional rotors because of the mechanical connection

's Für das Zweischichtenmaterial können die bei bekannten Rotoren verwendeten Materialien benutzt werden, d. h. die innere Schicht sollte aus Eisen bestehen, wie es im Hinblick auf die beabsichtigte Verwendung im Rotor eines Asynchronmotors mit Kurzschlußläufer angezeigt ist Dabei ergeben sich für die üblichen Dimensionierungen in Röntgenröhren Schichtdicken von 1,5 mm bis 3 mm, insbesondere 2,5 mm.For the two-layer material, the at known rotors used materials, d. H. the inner layer should be made of iron exist as it is with regard to the intended use in the rotor of an asynchronous motor Squirrel cage is indicated This results for the usual dimensions in X-ray tubes Layer thicknesses of 1.5 mm to 3 mm, in particular 2.5 mm.

Die Schicht aus Kupfer stellt im Rotor das leitfähige Material dar und sollte daher eine Dicke von 2 mm bis 3 mm, insbesondere 2,5 mm, haben, uiti ausreichende Wirksamkeit gewährleisten zu können.The layer of copper is the conductive material in the rotor and should therefore have a thickness of 2 mm to 3 mm, especially 2.5 mm, are uiti sufficient To be able to guarantee effectiveness.

Das Verbundmaterial kann in an sich bekannter Weise durch Beschichtung eines Eisenbleches geeigneter Dimensionierung mit Kupfer erhalten werden. Als besonders günstig hat sich ein Zweischichtenblech erwiesen, das aus unter hohem Druck aufeinandergewalzten Eisen- und Kupfer-Blechen besteht wie es im Handel erhältlich ist.The composite material can be made more suitable in a manner known per se by coating an iron sheet Dimensioning can be obtained with copper. A two-layer sheet has proven to be particularly favorable proven, which consists of iron and copper sheets rolled onto one another under high pressure, as in the Is commercially available.

Weitere Vorteile und Einzelheiten werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. In derFurther advantages and details are shown below with reference to the figures Embodiments explained. In the

F i g. 1 ist in einem Übersichtsbild eine Röntgenröhre dargestellt, die mit einem erfindungsgemäßen Rotor ausgestattet ist, und in derF i g. 1 shows an overview image of an X-ray tube which is equipped with a rotor according to the invention is equipped, and in the

F i g. 2 vergrößert die Drehanode aus der Röhre nach Fig. 1, wobei der Rotor und die Lagerung im Querschnitt gezeichnet sind.F i g. 2 enlarges the rotating anode from the tube according to FIG. 1, the rotor and the bearing in the Cross-section are drawn.

In der F i g. 1 ist mit 1 der Vakuumkolben bezeichnet, an dessen beiden Stirnseiten sich einander gegenüber eine Kathodenanordnung 2 und eine Anodenanordnung 3 befinden. Die Kathodenanordnung weist einerseits Zuleitungen 4,5 und 6 auf, die zu Glühkathoden 7 und 8 führen. Von diesen können je nach Schaltung der Zuleitungen 4 bis 6 Elektronenstrahlen 9 und/oder 10 auf eine Anode 11 geleitet werden. Die Anode selbst ist über eine Achse 12 mit einem Rotor 13 verbunden, der an einem Anschlußstutzen 14 gelagert ist. Zum Antrieb des Rotors ist außen an den Kolben 1 dem Rotor 13 ein Stator 15,16 zugeordnet.In FIG. 1 is designated with 1 the vacuum flask, a cathode arrangement 2 and an anode arrangement are located opposite one another on the two end faces thereof 3 are located. The cathode arrangement has, on the one hand, leads 4, 5 and 6 which lead to hot cathodes 7 and 8 to lead. Of these, depending on the circuitry of the supply lines, 4 to 6 electron beams 9 and / or 10 be passed to an anode 11. The anode itself is Connected via an axle 12 to a rotor 13 which is mounted on a connecting piece 14. To the drive of the rotor, a stator 15, 16 is assigned to the rotor 13 on the outside of the piston 1.

Der Rotor 13 besteht aus einem Tiefziehteil, welches an der Außenseite eine Schicht 17 aus Kupfer, aufweist, die 2,5 mm dick ist, und an der Innenseite eine Schicht 18, die 2,5 mm dick ist und aus Eisen besteht. Die Innenseite der inneren Schicht 18 liegt über Kugellager 19 und 20 an der im Anschlußstutzen 14 befestigten Achse 21 des Rotors 13. Diese hält die Lager 19 und 20 zwischen dem Stutzen 14 und dem verbreiterten Abschluß 22 unter Zwtschenfügung von Abstandshaltern 23 und 24. Der Rotor 13 ist über eine Schraubverbindung 25 mit der Achse 12 der Anode 11 fest verbunden. Dabei ist 25 eine Schraubenmutter, die auf dem verdickten Ansatz 26 der Achse 12 aufge-The rotor 13 consists of a deep-drawn part, which has a layer 17 made of copper on the outside, which is 2.5 mm thick, and on the inside a layer 18 which is 2.5 mm thick and consists of iron. the The inside of the inner layer 18 lies on ball bearings 19 and 20 on the one fastened in the connection piece 14 Axis 21 of the rotor 13. This holds the bearings 19 and 20 between the connecting piece 14 and the widened one Termination 22 with the interposition of spacers 23 and 24. The rotor 13 is a Screw connection 25 is firmly connected to the axis 12 of the anode 11. Where 25 is a nut that on the thickened attachment 26 of the axis 12

schraubt ist und den Rotor 13 gegen den Anschlag 27 drückt.is screwed and presses the rotor 13 against the stop 27.

Zum Betrieb der in Fi g. 1 dargestellten Röhre erfolgt die Anlegung von Spannungen in der bt:i Röntgengeräten an sich bekannten Weise, so daß während des Auftreffens von Elektronenstrahlerbündeln 9 und/oder 10 auf der Anode 11 diese in Rotationsbewegung um ihre Achse 12 läuft. Der Antrieb erfolgt in üblicher Weise durch Anlegen eines Drehfeldes an den Rotor 13 über den durch 15 und 16 angedeuteten Stator. Die Abstrahlung von Wärme von der Anodenanordnung 3 kann in bekannter Weise durch Anbringung von Abstrahlhiifen begünstigt werden, wie z.B. einer Scheibe 28 aus Graphit an der Unterseite der Anode 11 und einer Schwärzungsschicht 29 an der äußeren Oberfläche des Rotors 13.To operate the in Fi g. 1, voltages are applied in the bt: i X-ray machines known manner, so that during the impingement of electron beam bundles 9 and / or 10 on the anode 11, this rotates about its axis 12. The drive takes place in the usual way Way by applying a rotating field to the rotor 13 via the stator indicated by 15 and 16. the Radiation of heat from the anode arrangement 3 can be carried out in a known manner by attaching Radiation aid are favored, such as a Graphite disk 28 on the underside of the anode 11 and a blackening layer 29 on the outer surface of the rotor 13.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Rotating anode X-ray tube, which is driven by an asynchronous motor, its rotor lies in the tube on the anode axis and two tubular tubes arranged concentrically one inside the other Has parts, the inner of which consists of iron and the outer of copper, characterized in that, that the rotor (13) is a deep-drawn part made of a copper-iron composite sheet consists

2. Tube according to claim 1, characterized in that the composite sheet of rolled one on top of the other Copper (17) and iron (18) layers

3. Tube according to claim 1, characterized in that the wall lying parallel to the axis of the Rotor (13) a 2 mm to 3 mm, in particular 2.5 mm, thick layer (17) made of copper and a 1.5 mm to 3 mm, in particular 2.5 mm, thick layer (18) made of iron