DE3245455A1 - X-ray tube with rotating anode - Google Patents
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Description
HITACHI, LTD., Tokyo, JapanHITACHI, LTD., Tokyo, Japan
Röntgenröhre mit DrehanodeX-ray tube with rotating anode
Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgenröhre mit Drehanode, insbesondere von der Art, bei der eine Wärmeleitung zu den die Drehanode abstützenden Kugellagern wirksam vermieden wird.The invention relates to an X-ray tube with a rotating anode, in particular of the type which conducts heat to the ball bearings supporting the rotating anode is effectively avoided.
Normalerweise umfaßt eine Röntgenröhre mit Drehanode eine Katode, eine dieser zugewandte Drehanode, eine Kugellagervorrichtung zur drehbaren Lagerung der Drehanode und ein Gehäuse, in dem diese Elemente hermetisch dicht in einem Vakuum untergebracht sind.Normally, an X-ray tube with a rotating anode comprises a cathode, a rotating anode facing this, a ball bearing device for the rotatable mounting of the rotating anode and a housing in which these elements are hermetically sealed in one Vacuum are housed.
Bei der Erzeugung von Röntgenstrahlen wird ein Elektronenstrahl erzeugt und trifft auf die Targetanode auf, so daß das Target auf durchschnittlich mindestens 1200 0C erwärmt wird. Die erzeugte Wärme wird durch Wärmestrahlung fast vollständig nach außen abgeleitet, weil die Drehanode in einem Vakuum angeordnet ist. Ein Teil der TargetwärmeIn the production of X-rays, an electron beam is generated and impinges upon the target anode so that the target is heated to an average of at least 1200 0 C. The generated heat is almost completely dissipated to the outside by thermal radiation because the rotating anode is arranged in a vacuum. Part of the target heat
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gelangt jedoch durch wärmeleitung zu den Kugellagern. Somit müssen die Kugellager warmfest sein und bestehen normalerweise aus Schnellstahl (der bis zu einer Temperatur von 500 0C warmfest ist), wenn sie in Verbindung mit einer Röntgenröhre mit Drehanode verwendet werden. Mit dem Einsatz dieses Werkstoffs zur Herstellung der Kugellager haben sich jedoch keine zufriedenstellenden Ergebhisse erzielen lassen, weil die bei einer Röntgenröhre mit Drehanode bei hoher Intensität der Röntgenstrahlen1 auf das Target einwirkende Wärme enorm ist und infolgedessen die durch Wärmeleitung auf die Kugellager einwirkende Wärmemenge groß ist, so daß die Temperatür der Kugellager auf mehr als 500 0C steigt.However, it gets to the ball bearings through heat conduction. Thus, the ball bearings must be heat-resistant and normally consist of high-speed steel (which is heat-resistant up to a temperature of 500 ° C.) if they are used in conjunction with an X-ray tube with a rotating anode. With the use of this material for the production of the ball bearings, however, no satisfactory results could be achieved, because the heat acting on the target in an X-ray tube with a rotating anode at high intensity of the X-rays 1 is enormous and consequently the amount of heat acting on the ball bearings through heat conduction is large so that the temperature of the ball bearings door to more than 500 0 C increases.
Wenn die aus dem vorgenannten Werkstoff bestehenden Kugellager bei einer Temperatur eingesetzt werden, die oberhalb des Pegels liegt, bis zu dem der Werkstoff Warmfest ist, wird dessen mechanische Härte vermindert, und er wird beschädigt, so daß stärkere Schwingungen und Geräusche erzeugt werden. Wenn die Schwingungen seht hoch werden, wird es unmöglich, befriedigende Röntgenaufnahmen zu machen. Insbesondere wird durch eine verstärkte Lärmentwicklung während der Rotation den Patienten, von denen Röntgenaufnahmen gemacht werden, ein unangenehmes Gefühl vermittelt. Die Röntgenröhren mit Drehanode müssen also einen Drehanodenaufbau haben, der bei einer Temperatur unterhalb derjenigen, bis zu der die Kugellager warmfest sind, arbeiten kann, so daß die durch die Warmfestigkeit bestimmte Lebensdauer der Kugellager verlängert wird.If the ball bearings made of the aforementioned material are used at a temperature above the Level up to which the material is heat-resistant, its mechanical hardness is reduced and it is damaged, so that stronger vibrations and noises are generated. When the vibrations get very high it becomes impossible to take satisfactory x-rays. In particular, will the patients, from whom X-rays are made, by an increased noise development during the rotation, gives an uncomfortable feeling. The X-ray tubes with a rotating anode must therefore have a rotating anode structure that corresponds to a temperature below that up to which the ball bearings are heat resistant, can work, so that through the high-temperature strength specific service life of the ball bearings is extended.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Bereitstellung einer Röntgenröhre mit Drehanode, bei der die von der TargetanodeThe object of the invention is therefore to provide a X-ray tube with rotating anode, in which the target anode
durch Wärmeleitung auf die Kugellager wirkende Wärmemenge dadurch vermindert, werden soll, daß der Wärmedurchlaßwiderstand des Wärmeleitwegs von dem Target zu den Kugellagern gesteigert wird, wodurch gleichmäßige Rotationskennlinien der Drehanode über einen langen Zeitraum unter hoher Wärmebelastung erzielbar sind.by conduction of heat acting on the ball bearings is reduced by reducing the thermal resistance the heat conduction path from the target to the ball bearings is increased, creating uniform rotational characteristics the rotating anode can be achieved over a long period of time under high heat load.
Zur Lösung des vorgenannten Problems ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Kugellagervorrichtung eine ortsfeste Welle, mindestens zwei auf dieser im Abstand nebeneinander angeordnete Kugellager sowie einen zylindrischen Teil umfaßt, der wärmeisolierend wirkt und auf äußeren Laufringen der Kugellager angeordnet ist, wobei die Drehanode auf den zylindrischen Teil aufgesetzt und dort festgelegt ist.To solve the above problem it is provided according to the invention that the ball bearing device is a stationary one Shaft, at least two spaced apart ball bearings and a cylindrical part comprises, which has a heat insulating effect and is arranged on outer races of the ball bearings, the rotating anode on the placed on the cylindrical part and set there.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with the aid of the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Röntgenröhre mit Drehanode, wobei der Gesamtaufbau gezeigt ist; undFig. 1 is a sectional view of a first embodiment the rotary anode X-ray tube showing the overall structure; and
Fig. Schnittansichten der wesentlichen Teile des 2-5 zweiten bis fünften Ausführungsbeispiels der Röntgenröhre mit Drehanode.FIG. 2 shows sectional views of the essential parts of 2-5 second to fifth embodiments of FIG X-ray tube with rotating anode.
Fig. 1 zeigt im Schnitt den Gesamtaufbau des ersten Ausführungsbeispiels der Röntgenröhre mit Drehanode. Sie umfaßt eine Drehanode mit einem Target 1 und einem Rotor (dem Rotor eines Antriebs-Induktionsmotors) 2. Die Röntgenröhre mit Drehanode umfaßt ferner eine Kugellagervorrichtung mit einer ortsfesten Welle 3, einen auf einem Endabschnitt dieserFig. 1 shows in section the overall structure of the first embodiment the X-ray tube with rotating anode. It comprises a rotating anode with a target 1 and a rotor (the rotor a drive induction motor) 2. The X-ray tube with rotating anode further comprises a ball bearing device with a stationary shaft 3, one on one end portion of this
Welle 3 gesicherten ortsfesten Teil 4, Kugellager 5/ die auf der ortsfesten Welle 3 mit Abstand nebeneinänderliegend positioniert sind, und einen zylindrischen Teil 7, der auf die äußeren Laufringe 6 der Kugellager 5 aufgesetzt ist. Der Rotor 2 ist unter Verwendung eines Anlaufbunds 8 auf den zylindrischen Teil 7 der Kugellagervorrichtung aufgesetzt und dort gesichert, so daß die Drehanode auf der Kugellagervorrichtung drehbar gelagert ist. Die dementsprechend aufgebaute Drehanode und die Kugellagervorrichtung sind gemeinsam mit einer Katode 9 hermetisch dicht in einem Gehäuse 10 untergebracht, das in einem Hochvakuum (1-0-10 mmHg) gehalten wird* Üblicherweise wird eine Röntgenröhre, die die Katode 9, die Drehanode und die Kugellagervorrichtung umfaßt und in dettl Vaküumgehäuse 10 untergebracht ist, als Röntgenröhre mit Drehanode bezeichnet. Shaft 3 secured stationary part 4, ball bearing 5 / the on the stationary shaft 3 lying next to each other at a distance are positioned, and a cylindrical part 7 which is placed on the outer races 6 of the ball bearings 5. Of the Rotor 2 is using a stop collar 8 on the placed cylindrical part 7 of the ball bearing device and secured there, so that the rotating anode on the ball bearing device is rotatably mounted. The rotating anode and the ball bearing device constructed accordingly are housed together with a cathode 9 hermetically sealed in a housing 10, which is in a high vacuum (1-0-10 mmHg) is maintained * Usually a X-ray tube, which comprises the cathode 9, the rotating anode and the ball bearing device and in a separate vacuum housing 10 is housed, referred to as an X-ray tube with rotating anode.
Bei der Röntgenröhre mit Drehanode wird von der Katode 9 ein Elektronenstrahl erzeugt und trifft auf die Targetanode 1, während die Drehanode üblicherweise mit einer Drehzahl von 3000-9000 ü/min umläuft. Das Target 1 wird auf hohe Temperaturen erwärmt und erzeugt Röntgenstrahlen in Richtung eines Pfeils A, wenn der Elektronenstrahl auf das Target auftrifft. Die von dem Target 1 erzeugte Wärme wird nahezu durch Wärmestrahlung nach außen abgeleitet, aber ein Teil der Wärme wird vom Rotor 2 durch Wärmeleitung zu den Kugellagern 5 geleitet.In the case of the X-ray tube with a rotating anode, the cathode 9 is a Electron beam is generated and hits the target anode 1, while the rotating anode usually rotates at a speed of 3000-9000 rpm. The target 1 is at high temperatures heats and generates X-rays in the direction of arrow A when the electron beam is incident on the target. The heat generated by the target 1 is almost dissipated to the outside by thermal radiation, but a part the heat is conducted from the rotor 2 to the ball bearings 5 by conduction.
Bei der so aufgebauten Röntgenröhre mit Drehanode ist der Rotor 2 nicht direkt über die äußeren Laufringe 6 der Kugellager 5 aufgesetzt, sondern ist mittels des zylindri-In the case of the X-ray tube with rotating anode constructed in this way, the Rotor 2 is not placed directly over the outer races 6 of the ball bearings 5, but is by means of the cylindrical
sehen Teils 7 aufgesetzt und von diesem gehaltert bzw. abgestützt. Dadurch kann der Wärmeleitweg zwischen dem Target 1 und den Kugellagern 5 verlängert werden, wodurch die zu den Kugellagern 5 gelangende wärmemenge verringert wird.see part 7 put on and supported by this or supported. As a result, the heat conduction path between the target 1 and the ball bearings 5 can be lengthened, whereby the amount of heat reaching the ball bearings 5 is reduced.
Die Form des zylindrischen Teils 7 wird festgelegt, indem sowohl der Wärmedurchlaßwiderstand, der sich durch den Wärmeleitweg zwischen dem Target 1 und den Kugellagern 5 ergibt, als auch die Steifigkeit der Teile, an denen der Rotor 2 auf den zylindrischen Teil 7 aufgesetzt ist, in Betracht gezogen werden.The shape of the cylindrical part 7 is determined by both the thermal resistance, which is through the Heat conduction between the target 1 and the ball bearings 5 results, as well as the rigidity of the parts where the Rotor 2 is placed on the cylindrical part 7, can be considered.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat der zylindrische Teil 7 optimale Form, wobei ein Stufenabschnitt 11 an seinem Außenumfang im axial mittigen Abschnitt gebildet ist, so daß der zylindrische Teil 7 in einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser nahe der Anode 1 und einen Abschnitt mit größerem Durchmesser entfernt von der Anode 1 ausgebildet ist. Somit ist zwischen dem Rotor 2 und dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser des zylindrischen Teils 7 ein Zwischenraum S gebildet, wogegen der Rotor 2 mit seinem Innenumfang eng auf den Außenumfang des Abschnitts mit größerem Durchmesser des zylindrischen Teils 7, der von der Anode 1 entfernt ist, aufgesetzt ist. Normalerweise unterliegt das Kugellager 5 nahe der Anode 1 den Wärmeeinflüssen stärker als das von der Anode 1 ferne Kugellager 5, so daß die Lebensdauer der Röntgenröhre durch die Standzeit des Kugellagers 5 nahe der Anode 1 begrenzt ist. Durch Ausbildung des zylindrischen Teils 7 in der erläuterten Weise kann die durch Wärmeleitung auf das Kugellager 5 nahe der Anode 1 einwirkende WärmemengeIn the embodiment according to FIG. 1, the cylindrical part 7 has an optimal shape, with a step section 11 at its Outer circumference is formed in the axially central portion, so that the cylindrical part 7 in a portion with smaller Diameter near the anode 1 and a portion with a larger diameter away from the anode 1 is formed. Thus, there is a space S between the rotor 2 and the smaller diameter portion of the cylindrical part 7 formed, while the rotor 2 with its inner circumference closely on the outer circumference of the portion with the larger diameter of the cylindrical part 7, which is removed from the anode 1, is placed. Usually the ball bearing is subject to 5 near the anode 1 the heat influences stronger than that of the Anode 1 distant ball bearings 5, so that the life of the X-ray tube by the service life of the ball bearing 5 is close to the Anode 1 is limited. By forming the cylindrical part 7 in the manner explained, the can by conduction Amount of heat acting on the ball bearing 5 near the anode 1
verringert werden, wodurch ein Temperaturanstieg des Kugellagers 5 nahe der Anode 1 verhindert wird. Die axiale Länge des Zwischenraums S wird vorteilhafterweise vergrößert, um einen Temperaturanstieg des Kugellagers zu vermeiden. In der Praxis ist jedoch die axiale Länge des Zwischenraums S so festgelegt, daß die Steifigkeit der Abschnitte, an denen der Rotor 2 mit dem zylindrischen Teil 7 verbünden ist, nicht wesentlich verringert wird. Selbst wenn der Stufenabschnitt 11 im axial mittigen Teil des Außenumfangs des zylindrischen Teils 7 ausgebildet ist, kann eine gleichmäßige Rotation der Anode 1 mit einer Drehzahl von 9000 U/min erreicht werden, ohne daß die Steifigkeit wesentlich vermindert wird. Damit beträgt die axiale Länge des Zwischenraums S bevorzugt mindestens die halbe axiale Länge des zylindrischen Teils 7. : can be reduced, thereby preventing the temperature of the ball bearing 5 near the anode 1 from rising. The axial length of the space S is advantageously increased in order to avoid a rise in temperature of the ball bearing. In practice, however, the axial length of the space S is set so that the rigidity of the portions at which the rotor 2 is connected to the cylindrical part 7 is not significantly reduced. Even if the step portion 11 is formed in the axially central part of the outer periphery of the cylindrical part 7, the anode 1 can be rotated smoothly at a speed of 9,000 rpm without significantly reducing the rigidity. The axial length of the space S is thus preferably at least half the axial length of the cylindrical part 7 .:
Nachstehend wird der Werkstoff für den zylindrischen Teil 7 näher beschrieben. Bei bekannten Röntgenröhren mit Drehanode besteht der Rotor 2 aus Reineisen und ist direkt auf die Kugellager 5 aufgesetzt. Der Rotor 2 wird deshalb aus Reineisen hergestellt, weil die Anode 1 einen Teil des Magnetkreises eines elektrischen Induktionsmotors zum Drehantrieb der Anode 1 bildet. Bei Röntgenröhren· mit Drehanode für die Erzeugung von Röntgenstrahlen hoher Intensität ist der zylindrische Teil 7 zwischen Rotor 2 und Kugellagern 5 in der vorstehend erläuterten Weise aufgesetzt und festgelegt. Der zylindrische Teil 7 bildet keinen Teil des Magnetkreises, so daß es nicht erforderlich ist, zur Herstellung des Rotors Reineisen zu verwenden; bevorzugt wird für diesen Zweck ein Werkstoff eingesetzt, der eine niedrigere Wärmeleitzahl als Reineisen hat. Der zylindrische Teil 7 mußThe material for the cylindrical part 7 described in more detail. In known X-ray tubes with a rotating anode, the rotor 2 consists of pure iron and is directly on the Ball bearing 5 put on. The rotor 2 is therefore made of pure iron produced because the anode 1 is part of the magnetic circuit of an electric induction motor for rotary drive the anode 1 forms. In the case of X-ray tubes with a rotating anode for the generation of high-intensity X-rays, the cylindrical part 7 placed and fixed between rotor 2 and ball bearings 5 in the manner explained above. The cylindrical part 7 does not form part of the magnetic circuit, so that it is not necessary to use pure iron to manufacture the rotor; is preferred for this Purpose, a material is used that has a lower coefficient of thermal conductivity than pure iron. The cylindrical part 7 must
ferner folgende Eigenschaften aufweisen: der Werkstoff sollte die Erzielung einer hohen Maßhaltigkeit des zylindrischen Teils 7 erlauben, so daß das Auftreten von Vibrationen bei Hochdrehzahlen vermieden wird; der zylindrische Teil 7 sollte eine ausreichend hohe Festigkeit haben, um nach Festlegung auf dem Rotor 2 Hochdrehzahlen aushalten zu können; die Entgasung von der Oberfläche des Werkstoffs in einem Vakuum sollte gering sein; und der Werkstoff sollte eine ausreichend hohe Festigkeit haben, um einer Temperatur von 500 0C widerstehen zu können und gleichzeitig bei dieser hohen Temperatur nur geringe Entgasung zu zeigen. Ein Werkstoff zur Herstellung des zylindrischen Teils 7, der bei diesem Ausführungsbeispiel eingesetzt wird und den vorgenannten Anforderungen genügt, ist ein rostfreier Austenitstahl. Der rostfreie Austenitstahl hat die spezifische Wärmeleitfähigkeit von 0,039 cal/cm«s-QC von Reineisen und ist als Werkstoff zur Herstellung von Elektronenröhren zum Einsatz in einem Vakuum bekannt. Der Werkstoff für den zylindrischen Teil 7 ist jedoch nicht auf rostfreien Austenitstahl beschränkt, es können zu diesem Zweck ebenso ein rostfreier Martensitstahl, ein rostfreier ferritischer Stahl und andere rostfreie Stähle eingesetzt werden, da sie eine niedrige Wärmeleitzahl haben. Keramik mit einer niedrigeren Wärmeleitzahl als der rostfreie Austenitstahl kann vorteilhaft zur Herstellung des zylindrischen Teils 7 eingesetzt werden, da die Technologie der Herstellung von Keramikwerkstoffen bedeutende Fortschritte gemacht hat und die Herstellung von Keramikwerkstoff, der den vorgenannten Anforderungen genügt, ohne Schwierigkeiten möglich ist. furthermore have the following properties: the material should allow a high dimensional accuracy of the cylindrical part 7 to be achieved, so that the occurrence of vibrations at high speeds is avoided; the cylindrical part 7 should have a sufficiently high strength to be able to withstand high speeds after being fixed on the rotor 2; the outgassing from the surface of the material in a vacuum should be small; and the material should have a sufficiently high strength to be able to withstand a temperature of 500 ° C. and at the same time to show only slight degassing at this high temperature. A material for producing the cylindrical part 7, which is used in this exemplary embodiment and which satisfies the aforementioned requirements, is an austenitic stainless steel. The stainless austenitic steel has the specific thermal conductivity of 0.039 cal / cm «s- Q C of pure iron and is known as a material for the production of electron tubes for use in a vacuum. However, the material for the cylindrical part 7 is not limited to austenitic stainless steel, martensitic stainless steel, ferritic stainless steel and other stainless steels can also be used for this purpose because they have a low coefficient of thermal conductivity. Ceramic having a lower thermal conductivity than the austenitic stainless steel can advantageously be used for the manufacture of the cylindrical part 7, since the technology of manufacturing ceramic materials has made significant progress and the manufacture of ceramic material meeting the aforementioned requirements is possible without difficulty.
Bei Anwendung des Ausführungsbeispiels des zylindrischen Teils 7 gemäß den vorstehenden Erläuterungen kann dieWhen using the embodiment of the cylindrical part 7 according to the above explanations, the
Temperatur der Kugellager von 580 0C auf 480 C herabgesetzt werden; 580 0C wurden bisher erreicht, wenn in bekannten Röntgenstrahlröhren mit Drehanode hochintensive Röntgenstrahlen erzeugt werden. Somit ist es möglich, die Betriebstemperatur der Kugellager auf einen Wert unter 500 0C, bis zu dem die Kugellager warmfest sind, herabzusetzen. Temperature of the ball bearings are reduced from 580 0 C to 480 C; So far, 580 ° C. has been reached when high-intensity X-rays are generated in known X-ray tubes with a rotating anode. It is thus possible to reduce the operating temperature of the ball bearings to a value below 500 ° C., up to which the ball bearings are heat resistant.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht det wesentlichen Teile eines zweiten Ausführungsbeispiels, wobei der zylindrische Teil 7 einen Außenumfangsabschnitt mit einem Teil 12 größeren Durchmessers an einem von der Anode 1 entfernten Ende aufweist und ferner einen zweiten Teil 13 mit größerem Durchmesser hat, der in Axialrichtung in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Teil 12 vorgesehen ist, so daß der Rotor 2 an den Teilen 12 und 13 mit größerem Durchmesser auf den zylindrischen Teil 7 aufgesetzt und dort festgelegt ist. Die Abschnite, an denen der Rotor 2 auf den zylindrischen Teil 7 aufgesetzt ist, haben bei diesem Ausführungsbeispiel kleinere Kontaktflächen als bei dem ersten Ausführungsbeispiel, so daß der Zwischenraum S hier größer ist. Dies erhöht den Wärmedurchlaßwiderstand zwischen dem Rotor 2 und dem zylindrischen Teil 7, so daß ein Temperaturanstieg in den Kugellagern 5 verhindert wird. Dadurch, daß der Rotor 2 auf den zylindrischen Teil 7 an zwei voneinander am Außenumfang des Teils 7 getrennten Stellen aufgesetzt ist, kann eine Durchbiegung des Rotors 2 relativ zu dem zylindrischen Teil 7 verringert werden. Der Abschnitt 13, an dem der Rotor 2 auf den zylindrischen Teil 7 aufgesetzt ist, liegt in der Nähe des der Anode nahen Kugellagers 5, so daß die auf dieses Kugellager 5 einwirkenden Wärmeeinflüsse stärker als bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind.Fig. 2 is a sectional view of the essential parts of a second embodiment, wherein the cylindrical part 7 has an outer peripheral portion with a part 12 larger Has diameter at an end remote from the anode 1 and also a second part 13 with a larger Has diameter which is provided in the axial direction at a predetermined distance from the first part 12, so that the Rotor 2 is placed on the parts 12 and 13 with a larger diameter on the cylindrical part 7 and is fixed there. The sections at which the rotor 2 is placed on the cylindrical part 7 have in this embodiment smaller contact areas than in the first embodiment, so that the space S is larger here. This increases the thermal resistance between the rotor 2 and the cylindrical part 7, so that a temperature rise in the ball bearings 5 is prevented. Because the rotor 2 is placed on the cylindrical part 7 at two separate points on the outer circumference of the part 7, can a deflection of the rotor 2 relative to the cylindrical part 7 can be reduced. The section 13 on which the rotor 2 is placed on the cylindrical part 7, lies in the Proximity of the ball bearing 5 close to the anode, so that the heat influences acting on this ball bearing 5 are stronger than are in the first embodiment.
Bei dem dritten Aus.führungsbeispiel nach Fig. 3 weisen die Abschnitte, an denen der Rotor 2 auf den zylindrischen Teil 7 aufgesetzt ist, eine kleinere Fläche als bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf. Der Rotor 2 ist mit dem zylindrischen Teil 7 an Abschnitten nahe den entgegengesetzten Enden des Außenumfangs des Teils 7 verbunden, wodurch eine Durchbiegung des Rotors 2 relativ zu dem zylindrischen Teil 7 verringert wird.In the third embodiment according to FIG. 3, the Sections where the rotor 2 is placed on the cylindrical part 7 has a smaller area than the second Embodiment on. The rotor 2 is with the cylindrical Part 7 connected at portions near opposite ends of the outer periphery of part 7, causing a deflection of the rotor 2 is reduced relative to the cylindrical part 7.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist ein Ring 14 in einer Lage entsprechend dem Abschnitt 13, an dem der Rotor auf den zylindrischen Teil 7 aufgesetzt ist, vorgesehen. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß der zylindrische Teil 7 und der Ring 14 aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein können. D. h., es kann für die Herstellung des zylindrischen .Teils ein rostfreier Austenitstahl verwendet werden, um die hohe Präzision und hohe Festigkeit des Teils 7 zu verbessern, und für den Ring 14 wird Keramik verwendet, wodurch die durch Wärmeleitung auf das der Anode 1 nahe Kugellager 5 wirkende Wärmemenge verringert wird, weil Keramik eine besonders niedrige Wärmeleitzahl hat.In the embodiment according to FIG. 4, a ring 14 is in a position corresponding to the section 13 on which the rotor is placed on the cylindrical part 7 is provided. This has the advantage that the cylindrical part 7 and the ring 14 are made of different materials could be. In other words, an austenitic stainless steel can be used to manufacture the cylindrical part to improve the high precision and high strength of the part 7, and ceramic is used for the ring 14, whereby the amount of heat acting by conduction on the ball bearing 5 close to the anode 1 is reduced because Ceramic has a particularly low coefficient of thermal conductivity.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der Rotor 2 so über den zylindrischen Teil 7 aufgesetzt, daß der Rotor an seiner Innenumfangsflache die Außenumfangsflache des zylindrischen Teils 7 kontaktiert. Der dadurch erzielte Vorteil besteht darin, daß durch Weglassen des Zwischenraums zwischen Rotor und zylindrischem Teil ein Durchbiegen des Rotors 2 vermieden wird. Allerdings wird die Wärmeübertragungsfläche größer. Dieses Ausführungsbeispiel kann dann vorteilhaft sein, wenn zur Herstellung ein Werkstoff mitIn the embodiment of FIG. 5, the rotor 2 is placed over the cylindrical part 7 that the rotor its inner circumferential surface is the outer circumferential surface of the cylindrical Part 7 contacted. The advantage thereby achieved is that by omitting the space between Rotor and cylindrical part bending of the rotor 2 is avoided. However, the heat transfer area will greater. This exemplary embodiment can be advantageous if a material is used for production
relativ geringer Festigkeit und sehr niedriger Wärmeleitzahl verwendet wird.relatively low strength and very low coefficient of thermal conductivity is used.
Die Röntgenröhre mit Drehanode weist zusätzlich zu dem Wärmeisolierungs-Effekt, der sich für die Kugellager ergibt, das bauliche Merkmal einer leichten Montage und Demontage auf.The X-ray tube with rotating anode has in addition to the Thermal insulation effect that results for the ball bearings, the structural feature of easy assembly and disassembly.
Normalerweise werden bei der Herstellung von Röntgenröhren mit Drehanode dynamische Gleichgewichts-Tests mit einer auf Kugellagern montierten Drehanöde durchgeführt. Wenn bei den Tests ein dynamisches Ungleichgewicht festgestellt wird, erfolgt die Korrektur nach der Abnahme det Drehanode von den Kugellagern, und es werden wiederholt Tests durchgeführt. Durch die angegebene Konstruktion werden diese Montage- und Demontage-Vorgänge vereinfacht. Die Kügellagervorrichtung kann dabei für sich montiert werden, und wenn die Drehanode auf der Kugellagervorrichtung montiert werden soll, wird sie einfach über den zylindrischen Teil der Kugellagervorrichtung aufgesetzt und in ihrer Lage durch den Anlaufbund 8 gesichert. Wenn die Drehanode von der ifcugollagervörrichtung demontiert werden soll, wird dieser Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.Dynamic equilibrium tests with an on Ball bearing mounted rotating anode carried out. If the Tests a dynamic imbalance is determined, the correction takes place after the removal of the rotating anode from the Ball bearings, and repeated tests are carried out. Due to the specified construction, these assembly and Disassembly processes simplified. The ball bearing device can be mounted on its own, and if the rotating anode to be mounted on the ball bearing device, it is simply over the cylindrical part of the ball bearing device placed on and in their position by the stop collar 8 secured. When the rotating anode from the ifcugoll bearing device is to be dismantled, this process is carried out in reverse order.
Bei der Ausbildung nach der Erfindung kann der Wärmedurchlaßwiderstand mehr als zehnmal so groß gemächt werden wie bei einer bekannten Ausbildung, bei der die äußeren Laufringe 6 der Kugellager 5 direkt auf dem Rotor 2 gesichert sind; somit ist es möglich, die Temperatur der Kugellager 5 auf einen Wert unter 500 0C.zu verringern. Ferner ist es möglich, eine Überhitzung der Kugellager 5 dadurch zuIn the embodiment according to the invention, the thermal resistance can be made more than ten times as large as in a known embodiment in which the outer races 6 of the ball bearings 5 are secured directly on the rotor 2; Thus, it is possible to reduce the temperature of the ball bearings 5 to a value below 500 0 C.zu. It is also possible to cause the ball bearings 5 to overheat
"*:· : '·:■· -r 3245A55"*: ·: '·: ■ · - r 3245A55
vermeiden, daß der Werkstoff für den zylindrischen Teil 7
entsprechend ausgewählt und hinsichtlich Form und Abmessungen entsprechend ausgelegt wird, auch wenn das Target 1 mit
einer Hochtemperatur-Last beaufschlagt wird. Somit erreicht die angegebene Röntgenröhre mit Drehanode eine gleichmäßige
hohe Rotationsleistung während eines langen Zeitraums unter hoher Belastung.avoid that the material for the cylindrical part 7
is selected accordingly and designed accordingly in terms of shape and dimensions, even if the target 1 is subjected to a high-temperature load. Thus, the specified rotary anode X-ray tube achieves a uniform high rotational performance for a long period of time under a high load.
Claims (7)
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