DE68914307T2

DE68914307T2 - Röntgenquelle hoher Intensität unter Verwendung eines Balgs.

Info

Publication number: DE68914307T2
Application number: DE68914307T
Authority: DE
Inventors: Weston A Anderson
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1988-02-25
Filing date: 1989-02-08
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: CA1311011C; EP0330336A3; IL89236A0; IL89236A; DE68914307D1; US4878235A; EP0330336A2; EP0330336B1; JPH0210637A; JP2753566B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre hoher Strahlungsintensität mit einer flüssigkeitskühlenden Drehanode, und insbesondere eine Röntgenstrahlungsquelle mit einem Balg zur Anpassung der relativen Bewegungen der Kathoden und der Anode.
Die klassischen Röntgenröhren weisen eine thermionische Kathode an einem Ende auf und eine feste Anode an dem anderen Ende. Von der Kathode abgegebene Elektronen werden durch ein hohes Potential beschleunigt und produzieren beim Auftreffen auf die Anode Röntgenstrahlen. Der Elektronenstrahl, der zum Erzeugen eines Bildes hoher Definitionsqualität eng focusiert werden muß, bewirkt eine extreme Aufheizung des Anodenziels. Die Leistungsfähigkeit dieser Röntgenröhre ist durch die leitfähige Kühlung des Anodenziels begrenzt.
Röntgenquellen hoher Strahlungsintensität stehen in steigendem Interesse für Anwendungen wie Röntgenlithographie zur Herstellung integrierter Schaltkreise, computerisierte Tomographie für Röntgenbilder und zur Beugung von Röntgenstrahlen für die Analyse von Materialien. Röntgenquellen hoher Strahlungsintensität können durch Beaufschlagung einer Anode mit einem hoch-intensiven Elektronenstrahl erzeugt werden, wobei allerdings die Kühlung der Anode ein bemerkenswertes technisches Problem wird. Zuletzt konnte ein Fortschritt mit einer Drehanoden- Röhre erzielt werden, bei der Zielanode die Oberfläche einer gelagerten Metallscheibe ist, die sich schnell innerhalb der Vakuumhülle dreht und die durch den Rotor eines elektrischen Induktionsmotors angetrieben wird, dessen Stator sich außerhalb der Hülle befindet. Die Drehanode verteilt die Hitze über einen ringförmigen Bereich des Ziels und erzeugt wesentlich höhere Leistung für eine kurze Betriebszeit, wie beispielsweise bei der medizinischen Radiographie erforderlich.
Das schließliche Kühlen der Anode geschieht überwiegend durch thermische Strahlung in dem Hoch-Vakuum, so daß diese Röntgenröhren sich nicht für einen Schwerlast-Betrieb eignen. Man muß abwarten, bis die massive Anode sich langsam abgekühlt hat.
Die US-A-1 160 177 offenbart eine Röntgenröhre mit einer festen Anode und einem extern zugeführten Kühlmedium. Eine Verbesserung der Verteilung der Hitze des Elektronenstrahls kann dadurch erreicht werden, daß der Elektronenstrahl auf verschiedene Teile der Anode gelenkt wird. US-A-2 229 152 und US-A-4 336 476 offenbaren eine vollständig in dem Vakuum eingeschlossene Anode, die in Abhängigkeit eines Feldes rotiert, das durch Wicklungen außerhalb des Vakuums erzeugt wird. Die Hitze von der Anode muß durch die Lager hindurch abgeleitet und durch das Vakuum an eine externe Kappe (cap) abgestrahlt werden. US-A-4 128 782 offenbart eine Röntgenröhre mit einer Kathode, die relativ zu einer Anode drehbar ist. Die Elektronen von einer rotierenden Kathode fallen auf einen stationären Anodenring ein. Die Röntgenstrahlen werden innerhalb des Raumes von verschiedenen Positionen aus emittiert, wenn die Kathode gedreht wird. Für die meisten Anwendungen ist es wichtig, daß die Röntgenstrahlen von einer festen Raumposition aus emittiert werden.
US-A-2 209 963 offenbart eine Röntgenröhre mit einem Rahmen, mit einer auf dem Rahmen montierten Vakuumkammer, von der ein erster Abschnitt auf dem Rahmen angeordnet ist und um eine erste rahmenfeste Achse drehbar ist, wobei ein zweiter Abschnitt der Vakuumkammer auf dem Rahmen angeordnet ist und um eine zweite Achse drehbar ist, welche die erste Achse in einem einzigen Punkt schneidet, wobei der erste Abschnitt der Vakuumkammer in der Lage ist, eine Drehbewegung auf die Vakuumkammer zu übertragen, mit einem Balg mit einer gekrümmten Mittellinie, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt unter Bildung der Vakuumkammer verbindet, mit einer Anode, die in dem ersten Abschnitt der Vakuumkammer angeordnet und relativ zur Kammer fixiert ist, mit einem steifen Element, das eine gegenüber der Anode auf dem steifen Element in der Vakuumkammer montierte Kathode trägt, mit Mitteln zum Heizen der Kathode, wobei das steife Element einen länglichen Abschnitt aufweist, der sich in den Balg hineinerstreckt und der eine Mittellinie besitzt welche sich mit der zweiten Achse deckt, mit er sten Lagermitteln, die um das längliche Element herum konzentrisch zur ersten Achse angeordnet sind, mit zweiten Lagermitteln, die um das längliche Element herum konzentrisch zur zweiten Achse angeordnet sind. Das steife Element und die Kathode dieser bekannten Röntgenröhre sind gezwungen, mit dem zweiten Abschnitt der Vakuumkammer zu rotieren; die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von dieser bekannten Anordnung dadurch, daß sich die Mittellinie in einem ersten Abschnitt des länglichen Elements mit der ersten Achse und in einem zweiten Abschnitt des länglichen Elements mit der zweiten Achse deckt, und dadurch, daß die Lagermittel derart angeordnet sind, daß sie die Drehung der Vakuumkammer ermöglichen, während sie das steife Element und die darauf montierte Kathode zwingen, relativ zum Rahmen stationär zu bleiben. EP-A-0 187 020 beschreibt Verfahren, durch welches die Anode gedreht wird, während die Kathode im Raum fixiert ist. Ein Verfahren besteht darin, daß die rotierende thermionische Kathode entlang der Rotationsachse emittiert und der Elektronenstrahl durch ein stationäres Magnetfeld zu einem stationären Punkt auf der Drehanode abgelenkt wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Kathode zur Achse versetzt stationär gehalten, indem sie auf Lagern gelagert ist, welche an der rotierenden Hülle befestigt sind, wobei die Kathode durch ein Magnetfeld oder ein Gravitaitonsfeld stationär gehalten wird.
Im folgenden werden einige Beispiele der Erfindung und aus dem Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Geräts gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Geräts gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Geräts gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 einen vergößerten Detail-Schnitt des durch die Linie 5 - 5 der Figur 4 eingekreisten Abschnitts;
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der Röhre gemäß Figur 4; und
Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der Röhre gemäß Figur 6.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der Bezugszeichen Teile durch alle Figuren hindurch bezeichnen, zeigt Figur 1 eine Vakuumhülle 10, die einen Anodenträger 12 enthält, ein Fenster 14, einen Isolierzylinder 16, den Kathodenträger 17, einen Balg 18 und einen Kathodenstabilisator 20. Diese Teile können alle miteinander hartverlötet sein, so daß das eingeschlossene Volumen leergepumpt und unter Hochvakuumbedingungen beibehalten werden kann. Ein Motor 22 dreht die gesamte Hülle 10 mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute. Der Motor 22 trägt ein Ende dieser Struktur mittels der Isolierkupplung 24, und das andere Ende wird durch Lager 26 für die Hülle 10 getragen, die eine mit dem Motor 22 gemeinsame Rotationsachse A 2 aufweisen. Zusätzlich sind interne Lager 28 zu derselben Rotationsachse ausgerichtet, so daß die innenliegende Kathode auf einer festen Position gehalten werden kann, wenn sich die Hülle dreht. Die Kathode wird durch den Kathodenstabilisator 20 auf der Achse A 1 vom Drehen abgehalten, die zur Motorachse A 2 versetzt angeordnet ist. In dieser Darstellung verlaufen die Achsen A 1 und A 2 parallel zueinander. Jedoch kann die Achse des Kathodenstabilisators auch zur Motorachse geneigt verlaufen, solange nur die Lager 32 und 33 für den Kathodenstabilisator ausreichend getragen werden und eine gemeinsame Achse beibehalten. Um der Kathode 34 Heizleistung zuzuführen, ist ein Transformator mit einer Primärwicklung 36 außerhalb der sich drehenden Hülle durch den Isolationszylinder 16 magnetisch mit der Sekundärwicklung 38 des Transformators gekoppelt, die mit dem stationären Kathodenteil 39 innerhalb der sich drehenden Hülle 10 verbunden ist. Damit wird Spannung von außen zu der innenliegenden Kathodenstruktur gekoppelt. Die positive Hochspannung wird an den Anodenträger 12 durch einen Schleifring 40 auf der Antriebswelle angelegt. Diese Spannung kann gegenüber dem Motor durch die isolierende mechanische Kupplung 24 isoliert sein. Die negative Spannung kann über einen anderen Schleifring oder durch die Lager 26 und 28 oder durch die Lager 32 und 33 in die Kathode eingekoppelt werden. Obwohl der Kathodenstabilisator 20 mit dem Rest der Struktur rotiert, ist seine Achse in Bezug auf die Basis 46 fixiert und fällt nicht mit der Motorachse zusammen. Der interne Kathodenträger 42 wird durch seinen Kontakt mit dem Kathodenstabilisator 20 vom Drehen abgehalten. In dieser Konfiguration ist die Kathode 34 gegenüber dem Motor 22 stationär, so daß die erzeugte Elektronenstrahl-Charakteristik beispielsweise rechteckig geformt sein kann, so daß das Raster des Elektronenbeschusses auf der Anode 44 ebenfalls die Form eines Rechtecks mit der langen Achse entlang der radialen Richtung der Anode 44 aufweisen kann. Wenn ein solches Raster schräg durch das Fenster betrachtet wird, kann man eine perspektivisch verkürzte Ansicht des länglichen Rasters erreichen und damit effektiv eine geringe Größe des Röntgenstrahlungspunktes. Diese Technik wird dazu verwandt, um die Hitze in radialer Richtung über die Anode 44 zu verteilen und damit die momentane Hitzebelastung der Anode 44 zu reduzieren und doch eine kleine Röntgenstrahlpunktgröße zu erhalten. Der Motor 22, die Stabilisatorlager 32 und die Primärwicklung 36 sind alle auf einer Basis 46 befestigt.
Figur 2 zeigt eine andere Konfiguration einer Röntgenröhre, die derjenigen der Figur 1 sehr ähnelt mit der Ausnahme, daß die Kathode 134 direkt an dem Kathodenträgerteil 136 befestigt ist. Die elektrischen Spannungsleitungen für die Heizung sind über eine Standard-Vakuum- Speiseleitung 140 an den Bereich außerhalb des Vakuums und an die Spannungsversorgung 138 gekoppelt und mit der externen Heizstromquelle über ein Paar Schleifringe verbunden. Da die Kathode 134 in dieser Konfiguration selbst relativ zur Anode rotiert, muß hier eine Kathoden-Geometrie verwendet werden, die eine kreisförmige Elektronenstrahlcharakteristik emittiert, so daß das Röntgenstrahlraster unabhängig von der Winkelstellung der Kathode 134 oder der Anode 144 ist. Mit der entsprechenden Elektronenoptik kann eine Reduzierung der momentanen Anoden-Spannungsdichte erzielt werden, indem dafür gesorgt wird, daß die Elektronen auf die Anode 144 unter einem beträchtlichen Winkel zur Normalen auf die Anodenoberfläche auftreffen. Durch Abnahme der Röntgenstrahlen unter dem gleichen Winkel, aber auf der entgegengesetzten Seite zur Normalen, erhält man die gewünschte perspektivische Verkürzung der Röntgenstrahlungsfläche.
Figur 3 zeigt eine dritte Konfiguration, bei der der Balg 218 anstelle auf der Kathoden-Seite auf der Anoden-Seite der Röntgenröhre angeordnet ist. Das erlaubt die Verwendung eines kleinen kreisförmigen Röntgenfensters 214. In dieser Konfiguration besitzt die Kathode 234 die Form eines Kreises, der das Röntgenfenster 214 umrundet. Die Focusierelektrode 242 bewirkt, daß die Elektronen einen konvergierenden Konus bilden, der auf die Anode 244 auftrifft. Zur Reduzierung der momentanen Hitzebelastung auf der Anode kann ein V-nutförmiger Anodenaufbau verwendet werden. Die V-Nut ermöglicht eine Verteilung der momentanen Elektronen-Aufheizung über eine größere Anodenoberfläche. Die Röntgenstrahlen werden durch das Röntgenfenster 214 abgegeben, da sie die Oberfläche der Anode 244 etwa unter demselben Winkel verlassen, wie die Elektronen ankamen, wodurch eine entsprechende perspektivische Verkürzung der Größe des Röntgenstrahlungspunktes ermöglicht wird. Die V-Nut-Geometrie ermöglicht auch eine symmetrischere Verteilung der Röntgenintensität und -energie, wodurch sich diese Konfiguration gut als Strahlungsquelle für Röntgen-Lithographie eignet. Wie in dem Beispiel gemäß Figur 2 werden Speiseleitungen verwendet, um den Heizungsstrom an die Außenwelt anzuschließen und Schleifringe werden benutzt, um den Strom mit der Stromquelle für die Wendel zu koppeln. Die Röntgenanode 244 ist beinahe vollständig in der Vakuumhülle 216 enthalten. Die Anode kann in einfacher Weise durch Zirkulation von Kühl- flüssigkeit innerhalb der Anodenstruktur gekühlt werden, in dem die Kühlflüssigkeit durch Kanäle in der Antriebswelle ein- und ausgeleitet wird. Der Kühlmittelflansch 246 ermöglicht es, die Kühlflüssigkeit über einen externen Wärmetauscher zu führen. In allen Konfigurationen kann eine Isolierkupplung wie in Figur 1 verwendet werden, um den Motor 222 gegenüber der Röntgenanode elektrisch zu isolieren. Wenn immer die Anode nicht geerdet ist, sollte elektrisch isolierende Kühlflüssigkeit verwendet werden. Für die Anode 244 und für den Isolierzylinder 216 sind externe Lager 248 vorgesehen. In den Beispielen gemäß den Figuren 2 und 3 sind keine internen Lager enthalten, so daß die Probleme mit Vakuumlagern bekannter Röntgenröhren mit rotierenden Anoden beseitigt sind.
Obwohl in allen Darstellungen eine ziemlich scharfe Biegung des Balgs gezeigt ist, können in einfacher Weise kleinere Biegewinkel dadurch erzielt werden, daß die Länge der Struktur vergrößert wird. Die Lebensdauer eines Balgs wird von dem Biegewinkel abhängen, und dessen Länge und Größe. In den Figuren 1 und 2 ist ein zylindrisches Fenster dargestellt, das den gesamten Umfang des Vakuumzylinders durchquert. In der Praxis kann dieses Fenster auch nur ein Teil des Isolierzylinders sein, da Materialien wie beispielsweise Aluminium keinen Verlust aufgrund von Röntgenstrahlen erleiden und gleichzeitig gute Isoliereigenschaften aufweisen. Eine andere Frage beschäftigt sich mit der Wahl der Kühlflüssigkeit und des genauen Kühlungsaufbaus. Die gegenwärtige Generation von Röntgenröhren mit rotierenden Anoden für medizinische Anwendungen haben ausgeglichene Spannungsquellen mit einer gegenüber der Erde positiven Anode und negativen Kathode. Wenn die gesamte Röhre in Öl eingetaucht wird, muß man die Hemmwirkung durch das Öl berücksichtigen. Wenn das Öl der Rückseite des Anodenbereichs zugeführt wird (der in allen drei Konfigurationen kompatibel ist), würde man eine sehr geringe Hemmwirkung durch das Öl erwarten, insbesondere wenn das Öl dicht an der Rotationsachse ein- und ausgeleitet wird. Der Rest der Röhre könnte in einfacher Weise durch Luft oder ein anderes Gas gekühlt werden.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem Beispiel gemäß Figur 1. Hier ist die Anordnung des Balgs etwas unterschiedlich und fordert nur eine einfache Verdrehung des Balgs 320, im Gegensatz zu einer doppelten Verdrehung. Der Vorteil dieser Anordnung besteht bei einem vorgegebenen Versatz (Offset) darin, daß weniger Zugspannung auf den Balg ausgeübt wird, was in einer längeren Lebensdauers des Balgs resultiert. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Schaft 308 durch die Lager 310 und 314, welche die Kathode 302 tragen, und der Schaft krümmt sich infolge der Krümmung des Balgs 320. Am Ende ist ein federbelasteter Kugelkontakt 330 angeordnet, der die Kathode in ihrer Position hält, so daß sie nicht rotiert, und bildet den Gleichstrompfad für den Anoden-Kathoden-Strom. Wie in den vorhergehenden Beispielen dargestellt, wird der Heizstrom mittels eines Durch-die-Wand- Transformators bereitgestellt, der magnetisch Wechselspannung von außerhalb des rotierenden keramischen Zylinders zu der innen befindlichen Wicklung koppelt, die ihrerseits an die Kathodenheizung angeschlossen ist. Experimente ergaben, daß ein solches Transformatorsystem der Heizung bei 13,56 MHz entsprechende Leistung zuführen kann.
Figur 4 zeigt ferner eine Möglichkeit der Kühlung der Rückseite der Anode, die im einzelnen in keinem der vorstehenden Beispiele erläutert wurde. Verschiedene Kühlanordnungen sind in einer früheren Veröffentlichung offenbart, die jetzt als US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 06/683,982 hinterlegt wurde.
Die Röhre gemäß Figur 4 besitzt einen rotierenden Glas- oder Keramikisolator 300, eine starre Kathode 302 und eine Drehanode 304. Die Kathode 302 ist auf einem Kathodenträger 306 montiert, der an dem starren Schaft 308 befestigt ist. Ein erster Satz von zwei Lagern 310 ermöglicht es dem Schaft 308 fixiert zu bleiben, während sich das Lager 312 um ihn herum dreht. Ein zweiter Satz von zwei Lagern 314 trennt den sich drehenden Lagerträger 312 von dem Tragrahmen 316. Ein Dichtungsring 318 an beiden Enden einer Glasröhre 300 sorgt für eine Glas-Metallabdichtung. Der Lagerträger 312 ist auch gegen den Balg 320 abgedichtet. Ein entgegengesetztes Ende des Balgs ist gegen die Endkappe 322 abgedichtet. Innerhalb der Endkappe 322 beschränkt ein Innenlager 324 die Bewegung des starren Schafts 308, wodurch die Endkappe 322 und der Balg 320 um den Schaft 308 rotieren können. Die Endkappe 322 ist auf dem Tragrahmen 316 mit einem Lagerpaar 326 montiert. Der Kathode wird über einen Schleifring 328 negative Hochspannung zu geführt. Zwischen der Endkappe 322 und dem Schaft 308 wird ein elektrischer Kontakt mittels der federbelasteten Kugel 330 hergestellt. Figur 5 zeigt einige weitere Details des Anodenendes der Röhre gemäß Figur 4
Der rotierende Glasisolator 300 ist mittels eines zweiten Dichtungsrings 318 an der Anode 304 befestigt. Die Anode 304 ist an einem Isolationsring 334 aus geeignetem Plastik oder keramischem Isolationsmaterial befestigt. Innerhalb der Anode 304 wird ein durch den Schaft 338 getragener Stator 336 dazu verwendet, Kühlmittel im Inneren der Anode zu verteilen, um eine maximale Kühlwirkung zu erzielen. Der Schaft 338 wird durch Befestigung eines an seinem Ende befindlichen Kühlmittelverteilers 370 an dem Tragrahmen 316 vom Drehen abgehalten. Innerhalb des Schafts 338 sind Passagen für einen Einlauf 340 und einen Auslauf 342 für das Kühlmittel zur Anode 304 vorgesehen. Eine Stange 344 unterhalb der Mitte des Schafts 338 hält die Anode 304 über eine federbelastete Kugel 346 auf positivem elektrischem Potential. Ein O-Ring 347 bildet eine Kühlmitteldichtung zwischen dem Isolationsring 334 und der Rückseite der Anode 304. Ein an dem äußeren Ende des Isolierrings 334 befestigter Metallring 348 hat eine Graphit-Oberfläche 350. Der Metallring 348 und die Graphitoberfläche 350 sind ein Teil der rotierenden Vorrichtung. Ein stationärer überlappter Silikon-Karbid-Ring 352 steht in gleitendem Kontakt mit der Graphit-Oberfläche 350, um eine sich drehende wasserdichte Abdichtung zu bilden. Eine Dichtung zwischen dem Ring 352 und dem Schaft 338 wird durch einen O-Ring 354 gebildet, der durch eine Manschette 356 zusammengedrückt wird. Ein zylindrischer Lager-Tragring 358 ist mechanisch sowohl mit dem Ring 348 als auch mit dem Isolationsring 334 verbunden.
Ein O-Ring 359 bildet die Kühlmitteldichtung zwischen dem Metallring 348 und dem Isolationsring 334. Der zylindrische Lager-Tragring 358 ist durch ein Lagerpaar 360 von dem Ramen 316 isoliert.
Wie in Figur 4 dargestellt, ist zwischen dem Lagerpaar 360 auch eine Riemenscheibe 362 auf dem zylindrischen Lager-Tragring 358 befestigt. Ein durch eine Antriebs-Riemenscheibe 366 und durch einen Motor 368 angetriebener Riemen 364 treibt die Riemenscheibe 362 und die Anoden- Vorrichtung an. Der am äußeren Ende des Schafts 338 befestigte Kühlmittelverteiler 370 dient der Verteilung des Kühlmittels und zum Tragen des Schafts 338. Eine Isolierplatte 372 ist an dem Isolationsring 334 befestigt, um die Bildung eines Lichtbogens zwischen dem Dichtring 318 und Teilen des Rahmens 316 zu verhindern. Eine an dem Kathodenträger 306 befestigte Sekundärwicklung 374 mit einer einzigen Windung wird zur Speisung der Kathodenheizung verwendet. Die Primärwicklung 376 außerhalb der Röhre ist konzentrisch mit der Sekundärwicklung angeordnet und wird bei 13,56 MHz betrieben.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist die Kathodenanordnung 400 über einen Schaft 402 und ein Lagerpaar 404 an einem internen Träger 406 befestigt. An dem entgegengesetzten Ende des Schafts 402 wird ein Positionierer 408 für die Kathode durch einen Schaft 410 räumlich fixiert gehalten, wobei der Schaft 410 ein federbelastetes Lager 412 aufweist. Der Schaft 410 rotiert mit dem Balg 414, der an dem rotierenden Isolator und der Anode befestigt ist, wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen. Die Kathode 416 ist durch das Lager 412 räumlich fixiert und von der Bewegung des Schafts 410 entkoppelt.
In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 ist der Schaft 410 durch den Schaft 420 ersetzt, und der Kathodenpositionierer 408 durch den Kathodenpositionierer 424. Die Funktionen des Schafts und des Kathodenpositionierers bleiben dieselben, jedoch sorgt ein Ringlager 422, das in den Kathodenpositionierer 424 eingepaßt ist, für eine relative Drehung der Stange 420.
Der bei einer solchen Röhre verwendete Balg muß entsprechende Eigenschaften hinsichtlich des Ausgasens in einem Hoch-Vakuum und hinsichtlich einer kontinuierlichen Biegung während der Rotation aufweisen. Solche Bälge bestehen im allgemeinen aus rostfreiem Stahl mit geschweißten Verbindungen an den Biegungspunkten (Bezugsquellen sind: the Metal Bellows Co., 1075 Providence Hwy., Sharon, MA 02067, USA; John-Crane-Houdaille, Inc., 6400 West Oakton Street, Morton Grove, IL 60053, USA).

Claims

1. Röntgenröhre,

mit einem Rahmen (316),

mit einer auf dem Rahmen angeordneten Vakuumkammer, von der ein erster Abschnitt (312) auf dem Rahmen angeordnet ist und um eine erste rahmenfeste Achse drehbar ist, wobei ein zweiter Abschnitt der Vakuumkammer auf dem Rahmen angeordnet ist und um eine zweite Achse drehbar ist, welche die erste Achse in einem einzigen Punkt schneidet, wobei der erste Abschnitt der Vakuumkammer in der Lage ist, eine Drehbewegung auf die Vakuumkammer zu übertragen,

mit einem Balg (320) mit einer gekrümmten Mittellinie, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt unter Bildung der Vakuumkammer verbindet,

mit einer Anode (304), die in dem ersten Abschnitt der Vakuumkammer angeordnet und relativ zur Kammer fixiert ist,

mit einem steifen Element (306, 308), das eine gegenüber der Anode auf dem steifen Element in der Vakuumkammer montierte Kathode (302) trägt, mit Mitteln (374, 376) zum Heizen der Kathode, wobei das steife Element einen länglichen Abschnitt (308) aufweist, der sich in den Balg hineinerstreckt und der eine Mittellinie besitzt, welche sich in einem ersten Abschnitt des länglichen Elements mit der ersten Achse deckt und welche sich in einem zweiten Abschnitt des länglichen Elements mit der zweiten Achse deckt,

mit ersten Lagermitteln (310, 314), die um den ersten Abschnitt des länglichen Elements herum konzentrisch zur ersten Achse angeordnet sind,

mit zweiten Lagermitteln (324, 326), die um den zweiten Abschnitt des länglichen Elements herum konzentrisch zur zweiten Achse angeordnet sind, wobei die Lagermittel (310, 314, 324, 326) so angeordnet sind, daß sie die Drehung der Vakuumkammer ermöglichen, während sie das steife Element (306, 308) und die darauf montierte Kathode (302) zwingen, relativ zum Rahmen (316) stationär zu bleiben.

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, in der die Mittel zum Heizen der Kathode einen Transformator enthalten, dessen Primärseite (376) außerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist, und dessen Sekundärseite (374) auf dem Kathoden-Trägermittel angeordnet ist.

3. Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder 2, in der die gekrümmte Mittellinie des Balgs sich mit der Mittellinie eines dritten Abschnitts des länglichen Abschnitts deckt, der zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt des länglichen Elements angeordnet ist.

4. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, desweiteren mit einem hohlen Schaft (338) zum Transport von Kühlmitteln zur Anode, der koaxial zur ersten Achse verläuft und an dem Rahmen befestigt ist.

5. Röntgenröhre nach Anspruch 4, desweiteren mit einem an dem Schaft befestigten Stator (336), der in einer Ausnehmung in der Anode angeordnet ist, um eine Passage zum Transport des Kühlmittels zu bilden.

6. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der der zweite Abschnitt der Vakuumkammer ein Element zum Ausüben eines Drucks gegen eine federbelastete Kugel (330) aufweist, um ein Ende des zweiten Abschnitts des länglichen Elements zu berühren und dadurch ein elektrisches Potential an die Kathode zu übertragen.