DE4019614A1 - Drehanodenroentgenroehre - Google Patents
DrehanodenroentgenroehreInfo
- Publication number
- DE4019614A1 DE4019614A1 DE4019614A DE4019614A DE4019614A1 DE 4019614 A1 DE4019614 A1 DE 4019614A1 DE 4019614 A DE4019614 A DE 4019614A DE 4019614 A DE4019614 A DE 4019614A DE 4019614 A1 DE4019614 A1 DE 4019614A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotating anode
- ray tube
- change
- tube according
- stem
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
- H01J35/105—Cooling of rotating anodes, e.g. heat emitting layers or structures
- H01J35/107—Cooling of the bearing assemblies
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehanodenröntgenröhre
mit Mitteln zur vom Betriebszustand bewirkten Veränderung
des Wärmewiderstandes des die Wärme vom Drehanodenteller
über die Lagerung ableitenden Wärmeableitungswegs.
Bei einer durch die DE-PS 5 91 625 bekannten derartigen
Anordnung wird beim Stillstand ein Anodenteil mit einem
wärmeabführenden Körper in gute wärmeleitende Berührung
gebracht.
Bei Einschaltung der Röntgenröhre entsteht durch den
auftreffenden Elektronenstrahl im Drehanodenteller eine
hohe Verlustleistung, die dort zu einer Temperatur von
beispielsweise 1500°C führen kann. Vor einer erneuten
Einschaltung muß eine Abkühlung bis auf z. B. 150°C
erfolgen, damit beim nachfolgenden Wiedereinschalten nicht
zu hohe Temperaturen entstehen können.
Man strebt an, die erforderliche Abkühlzeit (je nach
Anwendung z. B. ca. 20 Minuten) möglichst klein zu halten.
Bei hohen Temperaturen wird die Verlustwärme vom
Anodenteller vorwiegend durch Strahlung abgeführt. Bei
niedrigen Temperaturen dagegen bleibt im wesentlichen nur
der Wärmetransport durch das Material der Drehanode und
über die Lagerung zu einem an die Umgebung
wärmeabführenden Lagerträger. Dieser Weg kann insbesondere
bei Verwendung von Gleitlagern wesentlich zur Verkürzung
der erforderlichen Abkühlzeit des Drehanodentellers
beitragen.
Eine erhebliche Verringerung des Wärmewiderstandes des
wärmeableitenden Weges, sei es permanent oder wie im
eingangs beschriebenen bekannten Fall nur während des
Stillstands, kann jedoch unzulässig hohe Lagertemperaturen
zur Folge haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehanoden
röntgenröhre der eingangs genannten Art derart zu
gestalten, daß die Abkühlzeit des Drehanodentellers
verringert wird, ohne daß die Lagertemperatur unzulässig
hohe Werte annehmen kann.
Die Lösung gelingt dadurch, daß eine Einrichtung
vorgesehen ist, durch welche die Änderung des Wärmewider
standes in Abhängigkeit der nach dem Abschalten des
Elektronenstrahls entstehenden Temperaturänderung eines
mitdrehenden Bauteils bewirkt ist.
Der Wärmewiderstand wird erst mit einer gewissen Zeitver
zögerung erniedrigt. Die Temperatur des Drehanodentellers
ist dann infolge Wärmeabstrahlung bereits erheblich abge
klungen bis auf einen Wert, der trotz danach erniedrigten
Wärmewiderstandes nicht mehr zu hohen Lagertemperaturen
führen kann.
Gemäß einer bevorzugten besonders zuverlässigen Ausführung
ist vorgesehen, daß die Änderung des Wärmewiderstandes
durch die Temperaturänderung in einem mit dem Drehanoden
teller gut wärmeleitend verbundenen Bauteil die Änderung
des Wärmewiderstandes bewirkt ist. Dabei wird als Steuer
kriterium eine sich monoton mit der Temperatur des
Drehanodentellers ändernde und für die Erwärmung der
Lagerung primär ursächliche Temperatur genutzt. Es ist
aber auch möglich, die Temperatur eines mit der Lagerung
wärmeleitend verbundenen Bauteils als Kriterium für die
Änderung des Wärmewiderstandes zu nutzen.
Eine erfindungsgemäß vorgesehene Steuereinrichtung besteht
in allgemeiner Form aus einem die Temperatur erfassenden
Sensor und einem Antrieb zur Bewegung mindestens eines
eine Kontaktfläche aufweisenden Bauteils.
Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung ein
temperaturabhängig gedehntes Element enthalten. Eine damit
realisierbare besonders einfache Lösung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der veränderliche Wärmewiderstand aus
zwei Bauteilen besteht, die korrespondierende benachbarte
Kontaktflächen aufweisen, welche durch thermische Dehnung
mindestens eines der Bauteile aneinander bewegbar sind.
Ein einfach aufgebautes einziges Bauteil erfüllt dann
gleichzeitig die Funktionen des Sensors und des Antriebs.
Eine vorteilhafte konstruktive Lösung ist dadurch gekenn
zeichnet, daß der veränderliche Widerstand im Inneren
eines den Drehanodenteller mit einem Rotorkörper verbin
denden rohrförmig ausgebildeten Stiels angeordnet ist, daß
der Stiel mindestens eine Kontaktfläche aufweist, und daß
mindestens eine gegenüberliegende Kontaktfläche an einem
sich innerhalb des Stiels erstreckenden und mit dem
Rotorkörper thermisch gut leitend verbundenen Ansatz
angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß der Stiel eine derartige axiale Länge und
eine derart geringe Wandstärke aufweist, daß sein Wärme
widerstand vom Drehanodenteller zum Rotorkörper größer als
30% des durch die Lagerung sich ergebenen Wärmewider
standes ist. Die Wärmewiderstände des Stiels und der
veränderliche Wärmewiderstand sind in Parallelschaltung
dem Wärmewiderstand der Lagerung vorgeschaltet. Relativ
große Änderungen des resultierenden Wärmewiderstandes
ergeben sich dann, wenn das Verhältnis der
Wärmewiderstände des Stiels und der Lagerung möglichst
groß ist.
Damit der Wärmeübergang über die Kontaktflächen nicht
durch Bildung wärmeisolierender Fremdschichten behindert
wird, ist vorgesehen, daß die Kontaktflächen oberflächen
vergütet sind.
Der Wärmeübergangswiderstand über die Kontaktflächen ist
umgekehrt proportional der Größe der Kontaktfläche und dem
Anpreßdruck. Eine Vergrößerung der wirksamen Kontaktfläche
kann dadurch erreicht werden, daß die Kontaktflächen
einander zugeordnete Vertiefungen bzw. Erhöhungen
aufweisen.
Die Erfindung wird anhand der Beschreibung eines in der
Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch die wesentlichen Bauteile
einer erfindungsgemäß gestalteten Drehanode.
Auf einen beispielsweise mit Wolfram beschichteten radial
äußeren Bereich eines Drehanodentellers 2 wird ein von
einer nicht dargestellten Kathode ausgehender gebündelter
Elektronenstrahl 1 gerichtet, welcher eine
Röntgenstrahlung bewirkt. Dabei entsteht im
Drehanodenteller 2 eine hohe Verlustleistung, welche
Temperaturen von bis zu 1500°C verursacht.
Der Drehanodenteller 2 ist über den Stiel 3 mit dem Rotor
körper 4 drehfest verlötet. Der Rotorkörper 4 ist über
eine angedeutete Gleitlagerung 5 (wie sie prinzipiell in
der EP-A 1 41 476 beschrieben ist) auf dem feststehenden
und vorzugsweise gekühlten Lagerträger 6 gelagert.
Der Rotorkörper 4 wirkt als Kurzschlußläufer, auf welchen
mittels eines von einem nicht dargestellten Motorständer
gebildeten Drehfeldes ein asynchrones Drehmoment ausgeübt
wird. Der Motorständer ist außerhalb eines die in der
Figur gezeichneten Bauelemente umgebenden, vorwiegend
metallischen und gasdichten und ebenfalls nicht
dargestellten Gehäuses in geeigneter Weise angeordnet, wie
es allgemein bekannt ist.
Infolge der hohen Temperaturen des Drehanodentellers 2
von etwa 1500°C erwärmt sich der Stiel 4 auf etwa
800°C, der Rotorkörper auf etwa 400°C und der
Lagerträger 6 auf etwa 200°C, wobei jeweils über die
Volumenbereiche gemittelte Temperaturen genannt sind,
welche sich bei unterbrochenem thermischen Parallelweg
über den Ansatz 7 des Rotorkörpers 4 einstellen.
Der Ansatz 7 ist innerhalb des hohlzylindrischen Stiels 3
angeordnet und weist Kontaktflächen 8 und 9 auf, welchen
Kontaktflächen 10 bzw. 11 des Stiels 3 entsprechen. Die
Kontaktflächen 8 und 10 sind ebene Kreisringflächen. Die
Kontaktflächen 9 und 11 sind dagegen uneben und mit im
Querschnitt etwa dreieckförmigen ringförmigen Erhebungen
bzw. Einbuchtungen ausgebildet. Dadurch wird die wirksame
Wärmeübergangsfläche vergrößert.
Im in der Figur dargestellten Zustand, welcher sich bei
hohen Temperaturwerten des Drehanodentellers 2 ergibt,
liegen die Kontaktflächen 8 und 10 bzw. 9 und 11 mit
geringen Abständen einander gegenüber. Diese Abstände sind
in der Zeichnung übertrieben groß gezeichnet. Über die
Abstandsspalte und das Vakuum wird (abgesehen von
Wärmestrahlung) keine Wärme geleitet.
Da der Stiel 3 über einen langen axialen Weg mit sehr
dünner Wandstärke 12 aufgebaut ist, ist dessen
Wärmewiderstand zum Rotorkörper 4 groß. Infolgedessen kann
nur ein geringer Teil der Temperatur des Drehanodentellers
2 auf die Lagerkörper 5 einwirken.
Bei insbesondere durch Wärmeabstrahlung sich erniedrigen
der Temperatur des Drehanodentellers 2 sinkt auch die
Temperatur des Stiels 3, welcher dann axial schrumpft. Bei
einer Temperatur des Drehanodentellers 2 von etwa 20%
seiner Maximaltemperatur liegen die Kontaktflächen 8 und
10 bzw. 9 und 11 schließlich aneinander an. Dann wird über
die Kontaktflächen Wärme übertragen. Dabei beschleunigt
sich die Abkühlung des Stiels 3 und andererseits wird der
Ansatz 7 erwärmt. Infolgedessen entsteht schnell eine hohe
elastische Anpreßkraft zwischen den Kontaktflächen,
welche einen sehr niedrigen Wärmewiderstand vom Stiel 3
über die Kontaktflächen 8 und 10 bzw. 9 und 11 zum Rotor
körper 4 bewirkt. Die weitere Abkühlung des Drehanoden
tellers 12 bis auf etwa 10% seiner Maximaltemperatur wird
erheblich beschleunigt. Beim nunmehr niedrigen Tempera
turniveau besteht keine Gefahr, daß die Temperatur der
Lagerung 5 unzulässige Werte annehmen kann.
Man kann die Abstände zwischen den Kontaktflächen 8 und 10
einerseits sowie 9 und 11 andererseits derart unterschied
lich dimensionieren, daß sich Berührungen zu verschiedenen
Zeiten bzw. bei verschiedenen Temperaturen des Drehanoden
tellers 2 ergeben. Dadurch kann eine weitere Reduzierung
der Gesamtabkühlzeit des Drehanodentellers 2 erreicht
werden.
Es wäre weiterhin möglich, radiale Temperaturdehnungen zur
Uberbrückung zylindrischer Spalte zwischen Stiel 3 und
Ansatz 7 auszunutzen.
Claims (9)
1. Drehanodenröntgenröhre mit Mitteln zur vom Betriebszu
stand bewirkten Veränderung des Wärmewiderstandes des die
Wärme vom Drehanodenteller (2) über die Lagerung (5)
ableitenden Wärmeableitungswegs,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (7, 11)
vorgesehen ist, durch welche die Änderung des Wärmewider
standes in Abhängigkeit der nach dem Abschalten des
Elektronenstrahls entstehenden Temperaturänderung eines
mitdrehenden Bauteils (3, 7) bewirkt ist.
2. Drehanodenröntgenröhre nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Wärmewider
standes durch die Temperaturänderung in einem mit dem
Drehanodenteller (2) gut wärmeleitend verbundenen Bauteil
(3) bewirkt ist.
3. Drehanodenröntgenröhre nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Wärmewider
standes durch die Temperaturänderung eines mit der
Lagerung (5) wärmeleitend verbundenen Bauteils (4)
bewirkt ist.
4. Drehanodenröntgenröhre nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein
Element (3, 7) enthält, dessen Abmessungen sich infolge der
Temperaturänderung verändern.
5. Drehanodenröntgenröhre nach einem der Ansprüche
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche
Wärmewiderstand aus zwei Bauteilen (3, 7) besteht, die
korrespondierende benachbarte Kontaktflächen (8, 10 und
9, 11) aufweisen, welche durch thermische Dehnung
mindestens eines der Bauteile (3, 7) aneinander bewegbar
sind.
6. Drehanodenröntgenröhre nach einem der Ansprüche
1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand
im Inneren eines den Drehanodenteller (2) mit einem
Rotorkörper (4) verbindenden rohrförmig ausgebildeten
Stiels (3) angeordnet ist, daß der Stiel (3) mindestens
eine Kontaktfläche (8, 9) aufweist, und daß mindestens eine
gegenüberliegende Kontaktfläche (10, 11) an einem sich
innerhalb des Stiels (3) erstreckenden und mit dem
Rotorkörper (4) thermisch gut leitend verbundenen Ansatz
(7) angeordnet ist.
7. Drehanodenröntgenröhre nach einem der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stiel (3) eine derartige
axiale Länge und eine derart geringe Wandstärke (12)
aufweist, daß sein Wärmewiderstand vom Drehanodenteller
(2) zum Rotorkörper (4) größer als 30% des durch die
Lagerung (5) sich ergebenen Wärmewiderstandes ist.
8. Drehanodenröntgenröhre nach einem der Ansprüche
1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (8 bis 11)
oberflächenvergütet sind.
9. Drehanodenantriebsröhre nach einem der Ansprüche
1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (9, 11)
einander zugeordnete Vertiefungen bzw. Erhöhungen
aufweisen.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4019614A DE4019614A1 (de) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Drehanodenroentgenroehre |
EP91201472A EP0462657B1 (de) | 1990-06-20 | 1991-06-13 | Drehanodenröntgenröhre |
DE59107296T DE59107296D1 (de) | 1990-06-20 | 1991-06-13 | Drehanodenröntgenröhre |
JP3146187A JP3065715B2 (ja) | 1990-06-20 | 1991-06-18 | 回転アノードx線管 |
US07/717,303 US5146483A (en) | 1990-06-20 | 1991-06-18 | Rotary anode x-ray tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4019614A DE4019614A1 (de) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Drehanodenroentgenroehre |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4019614A1 true DE4019614A1 (de) | 1992-01-02 |
Family
ID=6408713
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4019614A Withdrawn DE4019614A1 (de) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Drehanodenroentgenroehre |
DE59107296T Expired - Fee Related DE59107296D1 (de) | 1990-06-20 | 1991-06-13 | Drehanodenröntgenröhre |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59107296T Expired - Fee Related DE59107296D1 (de) | 1990-06-20 | 1991-06-13 | Drehanodenröntgenröhre |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5146483A (de) |
EP (1) | EP0462657B1 (de) |
JP (1) | JP3065715B2 (de) |
DE (2) | DE4019614A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2093256C (en) * | 1992-04-08 | 1999-06-01 | Katsuhiro Ono | X-ray tube of the rotary anode type |
US5610385A (en) * | 1995-02-23 | 1997-03-11 | Ncr Corporation | Optical bar code scanner which produces substantially perpendicular scan lines |
US6002745A (en) * | 1998-06-04 | 1999-12-14 | Varian Medical Systems, Inc. | X-ray tube target assembly with integral heat shields |
US7046766B2 (en) * | 2001-12-13 | 2006-05-16 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Device for generating X-rays having an integrated anode and bearing member |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT127611B (de) * | 1927-01-18 | 1932-04-11 | Philips Nv | Röntgenröhre. |
DE603896C (de) * | 1932-05-30 | 1934-10-11 | C H F Mueller Akt Ges | Roentgenroehre, deren Antikathode aus einem feststehenden, gut waermeleitenden Teil besteht, um welchen sich der von den Elektronen getroffene Teil bei seiner Rotation dreht |
US3753021A (en) * | 1972-04-03 | 1973-08-14 | Machlett Lab Inc | X-ray tube anode target |
US3790836A (en) * | 1972-10-02 | 1974-02-05 | M Braun | Cooling means for electrodes |
NL8303833A (nl) * | 1983-11-08 | 1985-06-03 | Philips Nv | Spiraalgroeflager met metaalsmering en antibevochtigingslaag. |
-
1990
- 1990-06-20 DE DE4019614A patent/DE4019614A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-06-13 EP EP91201472A patent/EP0462657B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-13 DE DE59107296T patent/DE59107296D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-18 JP JP3146187A patent/JP3065715B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-18 US US07/717,303 patent/US5146483A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5146483A (en) | 1992-09-08 |
JP3065715B2 (ja) | 2000-07-17 |
JPH04248235A (ja) | 1992-09-03 |
DE59107296D1 (de) | 1996-03-07 |
EP0462657A1 (de) | 1991-12-27 |
EP0462657B1 (de) | 1996-01-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2014543C3 (de) | Kollektorelektrodenanordnung für eine Laufzeitröhre | |
DE2459270C2 (de) | Vakuumunterbrecher | |
DE2935222A1 (de) | Drehanodenroentgenroehre | |
DE102017214805A1 (de) | Strombegrenzung mit einem Vakuumschalter | |
DE2845007C2 (de) | Drehanoden-Röntgenröhre mit einem Metallkolben | |
DE4019614A1 (de) | Drehanodenroentgenroehre | |
DE2901681A1 (de) | Roentgenroehre | |
DE2249560B2 (de) | Endverschluß für ein tiefgekühltes Kabel | |
DE2420996C2 (de) | Vorrichtung zur Strombegrenzung | |
DE19833884C1 (de) | Elektromagnetisch durchlässiges Verbundfenster für zielverfolgende Über- und Hyperschall-Flugkörper | |
DE3207061C2 (de) | Abdichtungsvorrichtung mit einer magnetisierbaren Dichtungsflüssigkeit | |
DE19931296A1 (de) | Drehanoden-Röntgenröhre mit axialer Lagerung | |
DE2208137A1 (de) | Vertikaler Rohrofen für hohen Arbeitsdruck | |
DE2753459C3 (de) | Elektrische Maschine mit Kryogenkühlung | |
DE3013441A1 (de) | Anodenteller fuer eine drehanoden-roentgenroehre und verfahren zu seiner herstellung | |
WO2012052261A2 (de) | Supraleitende elektrische maschine mit einer verbindungseinrichtung zum axialen dehnungsausgleich eines wicklungsträgers | |
DE2336944C2 (de) | Vakuumschalter | |
DE1764318B1 (de) | Einstellbarer vakuum kondensator | |
DE3910264A1 (de) | Laeufer einer elektrischen maschine mit supraleitender erregerwicklung | |
DE3839970C2 (de) | ||
DE1915198B2 (de) | Vakuumschalter | |
DE2529261A1 (de) | Abstandshalter fuer koaxiale rohrsysteme | |
DE10213070C1 (de) | Elektrisches Schaltgerät mit einem an einem Stiel angeordneten Kontaktstück | |
DE2717580A1 (de) | Rotor mit supraleitender erregerwicklung fuer eine elektrische maschine | |
DE765667C (de) | Roentgenroehre |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |