DE4207174A1 - Roentgenstrahler mit einer befestigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler mit einer Rönt­ genröhre, einem die Röntgenröhre aufnehmenden Schutzgehäuse und einer Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des Rönt­ genstrahlers an einer Halterung.

Derartige Röntgenstrahler sind gewöhnlich derart aufgebaut, daß die Röntgenröhre mittels eines Trägers mit dem Schutz­ gehäuse verbunden ist und das Schutzgehäuse mittels der Be­ festigungsvorrichtung an der Halterung, beispielsweise der Röntgenstrahler-Halterung eines Röntgendiagnostikgerätes, angebracht ist. Bei einem derartigen Aufbau tritt das Pro­ blem auf, daß die Lagetoleranzen des Zentralstrahles eines von dem Röntgenstrahler erzeugten Röntgenstrahlenbündels bei an der Halterung befestigtem Röntgenstrahler nicht nur von den Fertigungstoleranzen der Befestigungsvorrichtung und der Halterung abhängen, sondern außerdem davon, wie stark die Lage der Röntgenröhre innerhalb des Schutzgehäuses von ihrer Soll-Position abweicht. Für Abweichungen der Röntgen­ röhre von ihrer Soll-Position sind Fertigungstoleranzen aber auch Ungenauigkeiten beim Zusammenbau des Röntgenstrahlers verantwortlich. Es wird also deutlich, daß ein ganz erheb­ licher Aufwand, der mit entsprechenden Kosten verbunden ist, getrieben werden muß, um sicherzustellen, daß sich die Ab­ weichungen der Lage des Zentralstrahles von seiner Soll-Lage innerhalb zulässiger Toleranzen bewegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgen­ strahler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf einfache Weise und mit geringem Aufwand verbesserte Voraus­ setzungen für die Einhaltung der Soll-Lage des Zentralstrah­ les eines von dem Röntgenstrahler ausgehenden Röntgenstrah­ lenbündels geschaffen sind.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Röntgenstrahler mit einer Röntgenröhre, einem die Röntgen­ röhre aufnehmenden Schutzgehäuse und einer Befestigungsvor­ richtung zur Befestigung des Röntgenstrahlers an einer Hal­ terung, bei dem die Befestigungsvorrichtung an der Röntgen­ röhre angebracht ist und durch das Schutzgehäuse nach außen tritt. Es wird also deutlich, daß im Falle des erfindungs­ gemäßen Röntgenstrahlers die Genauigkeit, mit der der Zen­ tralstrahl seine Soll-Lage relativ zu der Befestigungsvor­ richtung einnimmt, nur davon abhängt, mit welcher Genauig­ keit die Befestigungsvorrichtung an der Röntgenröhre ange­ bracht ist. Die Genauigkeit, mit der bei an der Halterung angebrachtem Röntgenstrahler die Soll-Lage des Zentral­ strahles relativ zu der Halterung eingehalten wird, hängt nur von der Genauigkeit ab, mit der die Befestigungsvorrich­ tung an der Röntgenröhre angebracht ist und der Fertigungsgenauigkeit der Befestigungsvorrichtung ab , da die Röntgenröhre sozusagen mittels der Befestigungsvorrichtung direkt an der Halterung angebracht wird. Welche Position die Röntgenröhre innerhalb des Schutzgehäuses einnimmt ist im Falle des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers für die Lage des Zentralstrahles relativ zu der Befestigungsvorrichtung ohne Belang. Es wird also deutlich, daß es im Falle des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers einfacher und infolge des Fehlens eines Trägers zur Verbindung der Röntgenröhre mit dem Schutzgehäuse mit geringerem Aufwand möglich ist, die Soll-Lage des Zentralstrahles relativ zu der Befestigungs­ vorrichtung bzw. der Halterung einzuhalten. Da die Befesti­ gungsvorrichtung in der Regel aus einem metallischen Werk­ stoff gebildet sein wird, sieht eine Variante der Erfindung vor, daß die Röntgenröhre ein Vakuumgehäuse aufweist, das wenigstens in demjenigen Bereich, in dem die Befestigungs­ vorrichtung an der Röntgenröhre angebracht ist, metallisch ist. Es besteht dann nämlich die Möglichkeit, die Befesti­ gungsvorrichtung auf einfache Weise durch Löten oder Schweißen mit dem Vakuumgehäuse der Röntgenröhre zu ver­ binden.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß das Schutzgehäuse mehrteilig ausgeführt ist und Teile des Schutzgehäuses an der Befestigungsvorrichtung angebracht sind. Auf diese Weise ist ein einfacher Zusammenbau des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers gewährleistet. Außerdem können besondere Maßnahmen zur Verbindung des Schutzgehäuses mit der Röntgenröhre entfallen, da Teile des Schutzgehäuses an der ohnehin vorhandenen Befestigungsvorrichtung ange­ bracht sind.

Im Hinblick auf eine hohe mechanische Stabilität der Be­ festigungsvorrichtung ist es zweckmäßig, wenn diese gemäß einer Ausführungsform der Erfindung flanschartig ausgeführt ist. In diesem Zusammenhang ist es weiter zweckmäßig, wenn das an der Befestigungsvorrichtung angebrachte Teil des Schutzgehäuses einen Befestigungsflansch aufweist, der im Hinblick darauf, daß das Schutzgehäuse in der Regel mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt ist, vorzugsweise flüssig­ keitsdicht an der Befestigungsvorrichtung anliegt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Röntgenröhre als Drehanoden-Röntgenröhre ausgebildet ist und einen Elektromotor zum Antrieb der Dreh­ anode aufweist, dessen außerhalb des Vakuumgehäuses der Röntgenröhre angeordneter Stator an der Befestigungsvor­ richtung angebracht ist. Auf diese Weise wird eine einfache und sichere Halterung des Stators gewährleistet, die wahl­ weise mittelbar, d. h. unter Zwischenfügung eines oder mehrerer Teile, oder unmittelbar erfolgen kann.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Befestigungs­ vorrichtung Zentriermittel aufweist, die dazu vorgesehen sind, mit entsprechenden Zentriermitteln der Halterung zu­ sammenzuwirken. Hierbei ist der Begriff "Zentriermittel" im weitesten Sinne zu verstehen, d. h. er soll beispielsweise ringförmig ausgebildete, mit entsprechenden Vertiefungen zusammenwirkende Zentriervorsprünge, Paßstifte, Paßschrauben usw. umfassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in grob schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Röntgenstrahler, und

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung ein Detail eines weiteren erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers im Längsschnitt.

Der erfindungsgemäße Röntgenstrahler gemäß Fig. 1 weist eine an sich bekannte Röntgenröhre 1 mit einem abgesehen von den erforderlichen Isolatoren metallischen Vakuumgehäuse 2 auf, die in einem Schutzgehäuse 3 aufgenommen ist, das mit einem elektrisch isolierenden Kühlmittel gefüllt ist. Bei der nur im Bereich ihres Strahlenaustrittsfensters 4 aufgebrochen dargestellten Röntgenröhre 3 handelt es sich um eine Dreh­ anoden-Röntgenröhre, die in an sich bekannter Weise einen Elektromotor zum Antrieb der Drehanode aufweist. Der Stator 5 des Elektromotors befindet sich außerhalb des Vakuumge­ häuses 2 und umgibt einen einen verringerten Durchmesser aufweisenden Bereich der Röntgenröhre 1, in dem sich der nicht sichtbare Rotor des Elektromotors befindet.

Um den Röntgenstrahler an der Röntgenstrahler-Halterung 6 eines nicht näher dargestellten, insbesondere als Computer­ tomograph ausgebildeten Röntgendiagnostikgerätes befestigen zu können, weist dieser eine insgesamt mit 7 bezeichnete Befestigungsvorrichtung auf. Diese ist als zur Mittelachse M der Röntgenröhre 1 rotationssymmetrisches ringförmiges Bau­ teil mit etwa L-förmigem Querschnitt ausgebildet. Die Be­ festigungsvorrichtung 7 weist einen hohlzylindrischen Rohr­ abschnitt 7a und einen kreisringförmigen Flanschabschnitt 7b auf. In ihrem Rohrabschnitt 7a nimmt die Befestigungsvor­ richtung 7 das den größeren Durchmesser aufweisende Mittel­ teil des Vakuumgehäuses 2 der Röntgenröhre 1 auf, in dem sich der nicht sichtbare Anodenteller befindet. In dem an die größere Stirnfläche des Vakuumgehäuses 2 angesetzten napfförmigen Gehäuseteil befindet sich übrigens die eben­ falls nicht sichtbare Glühkathode. Die Befestigungsvor­ richtung 7 ist mit ihrem Rohrabschnitt 7a durch Schweißen oder Löten mit dem Vakuumgehäuse 2 verbunden. Mit ihrem Flanschabschnitt 7b liegt die Befestigungsvorrichtung 7 an der Röntgenstrahler-Halterung 6 an, an der sie mit Hilfe von Schrauben, es sind lediglich die Mittellinien zweier Schrauben in Fig. 1 dargestellt, befestigt ist. Die Fläche der Röntgenstrahler-Halterung 6, an der der Flanschabschnitt 7b anliegt, ist als kreisförmige Ansenkung 9 ausgeführt, deren Außendurchmesser derart gewählt ist, daß die Ansenkung 9 und der äußere Umfangsrand des Flanschabschnittes 7b nach Art einer Zentrierung zusammenwirken.

Es wird also deutlich, daß im Falle des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers die Röntgenröhre 1 mittels der Befesti­ gungsvorrichtung 7 in dem Sinne unmittelbar an der Röntgen­ strahler-Halterung 6 angebracht ist, daß eine Zwischenschal­ tung des Schutzgehäuses 3 zwischen die Röntgenröhre 1 und die Röntgenstrahler-Halterung 6 vermieden ist. Die Be­ festigungsvorrichtung 7 tritt daher mit ihrem Flanschab­ schnitt 7b durch das Schutzgehäuse 3 nach außen. Das Schutz­ gehäuse 3 ist zweiteilig ausgeführt und weist die Gehäuse­ teile 3a und 3b auf, die beide als schalenartige Tiefzieh­ teile ausgeführt sind. Die Gehäuseteile 3a und 3b weisen jeweils einen Befestigungsflansch 10a bzw. 10b auf, mit dem sie flüssigkeitsdicht, erforderlichenfalls unter Zwischen­ fügung nicht dargestellter, an sich bekannter Dichtmittel, an dem Flanschabschnitt 7b anliegen, mit dem sie durch Schrauben verbunden sind, wobei in Fig. 1 die Mittellinien nur zweier Schrauben eingetragen sind. Das Gehäuseteil 3a ist übrigens mit einem Strahlenaustrittsfenster 11 versehen, das dem Strahlenaustrittsfenster 4 der Röntgenröhre 1 gegen­ überliegend angeordnet ist und den Austritt des von der Röntgenröhre 1 ausgehenden Röntgenstrahlenbündels, von dem in Fig. 1 nur der Zentralstrahl Z dargestellt ist, aus dem Röntgenstrahler ermöglicht.

Infolge des Umstandes, daß im Falle des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers die Befestigungsvorrichtung 7 unmittelbar an der Röntgenröhre 1 angebracht ist, hängt die Genauigkeit, mit der der Zentralstrahl Z seine Soll-Lage relativ zu der Befestigungsvorrichtung 7 einnimmt, im wesentlichen nur da­ von ab, mit welcher Genauigkeit die Befestigungsvorrichtung 7 an der Röntgenröhre 1 angebracht ist. Die Genauigkeit, mit der der Zentralstrahl Z seine Soll-Lage in bezug auf die Röntgenstrahler-Halterung 6 bei an dieser angebrachtem Röntgenstrahler einnimmt, hängt nur von den Fertigungsge­ nauigkeiten der Befestigungsvorrichtung 7, der Röntgen­ strahler-Halterung 6 und davon ab, mit welcher Genauigkeit die Befestigungsvorrichtung 7 an der Röntgenröhre 1 ange­ bracht ist.

Die Halterung des Stators 5 erfolgt mittels eines Befesti­ gungsringes 12, der mit dem Flanschabschnitt 7b der Befesti­ gungsvorrichtung 7 verschraubt ist. Die Mittellinien zweier Schrauben sind in Fig. 1 dargestellt. Um eine Zirkulation des in dem Schutzgehäuse 3 enthaltenen Kühlmittels zu er­ möglichen, ist der Befestigungsring 12 mit einer Anzahl von Öffnungen 13 versehen, von denen in Fig. 1 eine sichtbar ist. Dem gleichen Zweck dienen in dem Rohrabschnitt 7a der Befestigungsvorrichtung 7 vorgesehene Öffnungen 14, von denen in Fig. 1 ebenfalls nur eine sichtbar ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 stimmt in wesentlichen Punkten mit dem zuvor beschriebenen überein, weshalb gleiche oder ähnliche Elemente die gleichen Bezugszeichen tragen.

Als wesentlicher Unterschied zu der zuvor beschriebenen Aus­ führungsform ist zu nennen, daß die Befestigungsvorrichtung 7 zweiteilig ausgeführt ist und neben dem Ring L-förmigen Querschnittes mit dem Rohrabschnitt 7a und dem Flanschab­ schnitt 7b einen Ringflansch 7c aufweist. Bei dem kreisring­ förmigen Ringflansch 7c handelt es sich um denjenigen Be­ reich der Befestigungsvorrichtung 7, der durch das Schutz­ gehäuse 3 nach außen tritt und der an der Röntgenstrahler- Halterung 6 angebracht ist. Die Verbindung des Ringflansches 7c mit dem Flanschabschnitt 7b erfolgt in der Weise, daß in entsprechende Bohrungen 15 Paßbolzen 16 eingepreßt sind, deren Schäfte sich durch entsprechende Bohrungen 17 des Flanschabschnittes 7b erstrecken und auf deren Gewindeenden Muttern 18 geschraubt sind. Zwischen dem Flanschabschnitt 7b und dem Ringflansch 7c ist der Befestigungsring 12 für den Stator 5 aufgenommen. Mit dem Ringflansch 7c der Befesti­ gungsvorrichtung 7 ist das eine Gehäuseteil 3b des Schutz­ gehäuses 3 flüssigkeitsdicht verschweißt. Der im Falle des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles vorhandene Be­ festigungsflansch 10b kann somit entfallen. Der Befesti­ gungsflansch 10a ist durch Schweißen mit dem Gehäuseteil 3a verbunden. Der Befestigungsflansch 10a liegt unter Zwischen­ fügung einer O-Ring-Dichtung 19 an dem Ringflansch 7 an. Die Befestigung des Gehäuseteiles 3a an dem Ringflansch 7c er­ folgt mittels Schrauben und Muttern 20 bzw. 21.

Wie im Falle des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles erfolgt die Verbindung des Rohrabschnittes 7a mit dem Be­ reich des Rohrabschnittes 7a metallischen Vakuumgehäuse 2 der Röntgenröhre 1 durch Schweißen. Ebenfalls wie im Falle des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles weist die Röntgenstrahler-Halterung 6 eine Ansenkung 9 auf. Diese wirkt mit dem äußeren Umfangsrand des Ringflansches 7c der Befestigungsvorrichtung 7 im Sinne einer Zentrierung zu­ sammen.

Wie anhand des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 2 deutlich wird, muß die Befestigungsvorrichtung nicht notwendigerweise einteilig ausgeführt sein. Wesentlich ist jedoch, daß durch die Befestigungsvorrichtung sozusagen eine direkte Verbin­ dung der Röntgenröhre mit der Röntgenstrahler-Halterung her­ gestellt wird, und zwar in der Weise, daß die Position, die die Röntgenröhre innerhalb des Schutzgehäuses einnimmt, ohne Einfluß auf die Lage des Zentralstrahlers relativ zu der Be­ festigungsvorrichtung bzw. zu der Röntgenstrahler-Halterung ist.

Abweichend von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen muß die Befestigungsvorrichtung nicht notwendigerweise rota­ tionssymmetrisch bzw. im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sein. So ist es beispielsweise vorstellbar, daß die Befestigungsvorrichtung mehrere an der Röntgenröhre an­ gebrachte Laschen aufweist, die sich durch das Schutzgehäuse nach außen erstrecken und mittels derer der Röntgenstrahler an der Röntgenstrahler-Halterung angebracht ist.

Obwohl dies grundsätzlich vorteilhaft ist, da ein ohnehin benötigtes Teil benutzt wird, muß die Befestigung des Schutzgehäuses nicht notwendigerweise wie im Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele an der Befestigungsvor­ richtung erfolgen. Andere Befestigungsarten sind möglich.

Auch muß die Befestigungsvorrichtung an der Röntgenröhre nicht notwendigerweise durch Schweißen erfolgen. Auch hier sind andere Befestigungsarten möglich.

Schließlich muß die Halterung des Stators, obwohl dies im Falle des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers besonders vor­ teilhaft ist, nicht notwendigerweise in der im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Weise erfolgen.

Claims (8)

1. Röntgenstrahler mit einer Röntgenröhre (1), einem die Röntgenröhre (1) aufnehmenden Schutzgehäuse (3) und einer Befestigungsvorrichtung (7) zur Befestigung des Röntgen­ strahlers an einer Halterung (6), wobei die Befestigungs­ vorrichtung (7) an der Röntgenröhre (1) angebracht ist und durch das Schutzgehäuse (3) nach außen tritt.

2. Röntgenstrahler nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Röntgenröhre (1) ein Vakuumgehäuse (2) aufweist, das wenigstens in demjenigen Be­ reich, in dem die Befestigungsvorrichtung (7) an der Rönt­ genröhre (1) angebracht ist, metallisch ist.

3. Röntgenstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse (3) mehrteilig ausgeführt ist und Teile (3a, 3b) des Schutzge­ häuses (3) an der Befestigungsvorrichtung (7) angebracht sind.

4. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Befesti­ gungsvorrichtung (7) flanschartig ausgebildet ist.

5. Röntgenstrahler nach den Ansprüchen 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das an der Befestigungsvorrichtung (7) angebrachte Teil (3a, 3b; 3b) des Schutzgehäuses (3) einen Befestigungsflansch (10a, 10b; 10a) aufweist, der vorzugsweise flüssigkeitsdicht an der Befestigungsvorrichtung (7b; 7c) anliegt.

6. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Röntgen­ röhre (1) als Drehanoden-Röntgenröhre ausgebildet ist und einen Elektromotor zum Antrieb der Drehanode aufweist, des­ sen außerhalb des Vakuumgehäuses (2) angeordneter Stator (5) an der Befestigungsvorrichtung (7) angebracht ist.

7. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Befesti­ gungsvorrichtung (7) Zentriermittel aufweist, die dazu vor­ gesehen sind, mit entsprechenden Zentriermitteln (9) der Halterung (6) zusammenzuwirken.

8. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Befesti­ gungsvorrichtung (7) zur Befestigung des Röntgenstrahlers an der Röntgenstrahler-Halterung (6) eines Röntgendiagnostik­ gerätes, insbesondere eines Computertomographen, vorgesehen ist.