DE7232284U - Röntgenröhren Drehanode - Google Patents

Description

Röntgenröhr en-Drehanodejar

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre-Drehanode, die in Kugellagern gelagert ist. Dabei kommen auch die Lager auf sehr hohe Temperaturen, so daß sie hohen Temperatur- und großen Temperatur-■Wechselbeanspruchungen im Hochvakuum ausgesetzt werden. Eine Wartung der Lager ist überdies in dem evakuierten Kolben der Röhre nicht möglich.

Bei Röntgenröhren-Drehanoder werden Kugellager verwendet., bei denen die Laufringe und die Kugeln aus Metall bestehen. Wegen der Erhitzung und der dabei auftretenden Ausdehnungen des Materials sind zwischen den Kugeln und Ringen Abstände vorzusehen, um unter den auftretenden Bedingungen immer ruhigen Lauf zu gewährleisten. Ruhiger Lauf wird angestrebt, um die Oberfläche der Drenanode, auf welcher der Brennfleck liegt, ruhig zu halten und damit einen stillstehenden Brennfleck zu erhalten. Andererseits wird auch wegen der akustischen und ctor mechanisch verschleißenden (Ausschlagen) Wirkung unruhigen Laufes ein Lager angestrebt, welches ruhig läuft.

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]iei den bekannten metallenen Lagern ergibt sich der Nachteil, <.Siß wegen der erforderlichen Toleranzen unruhiger Lauf hingexiOinmeii ,werden muß. Dieser bedingt aber das Auftreten der obengenannten Nachteile, lautes Lauf geräusch und rasche mechanische ,(I.bnuti'iung.

In Lösung dor Aufgabe, Kugellager für Röntgenröhren zu erstellon, deren Lauf ruhiger ist als derjenige von bekannten Lagern, worden orfindungsgemäß die Kugeln und/oder die Laufringe aus in dom Hochvakuum bei hoher Temperatur beständiger Oxidkeramik her- ßustellt. Solche Materialien weisen bekanntlich im Vergleich zum Hütall wesentlich kleinere thermische Ausdehnungskoeffizienten auf. Für Aluminiumoxidkeramik betvägt er etwa 8 · 10" pro Grad CcIMUG bei 2Ö0 bis 5Ö0°C, während der in üblichen Röhren ver-

wendete Stuhl einen solchen von ca. 14 · 10 pro Grad C bei JiOO⁰C aufweist. Der Ausdehnungskoeffizient von Berylliumoxid- koramik betrügt etwa 9 · 10 pro Grad C. Deshalb brauchen die erforderlichen Abstünde nur klein au sein, so daß der Vorteil oraielt wird, da0 die Lager ruhiger laufen. Wegen des ruhigeren j Laufes wird das Schlagen und damit der Verschleiß der Lager ; vermindert, so daß die Lebensdauer der Lager und damit auch ,' |f der Röhren stark erhöht v/erden kann. · ;

In Ausführung der Erfindung sind alle Oxidkeramikwerkstoffe anwendbar, deren Dampfdruck "liedrig und deren mechanisch thermischer Verhalten im Kochvakuum bei hohen Temperaturen, d.h. solchen, die über 500⁰C bis 1000⁰C liegen, hinreichende Festigkeit garantieren. Materialien dieser Art sind etwa Aluminiumoxid oder BcrylliumoxJd. Diese Stoffe können bekanntlich wie andere übliche Keramikmaterialien in beliebige Formen und daher auch in diejenigen gebracht v/erden, die in Kugellagern erforderlich sind.

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Wenn sowohl die Laufringe als auch die Kugeln aus Keramik hergestellt werden, ergibt sich der Vorteil, daß wegen der Gleichartigkeit des Materials der Kugeln und der Ringe die lagePlesen klein gehalten werden können., was der Lauf ruhe zugute kommt. Auch die Benutzung von Keramik-Laufringen mit Metall-, etwa Stahlkugeln bzw, von Metallringen und Keramikkugeln ist vorteilhaft, weil dann der Verschleiß der Laufringe reduziert wird. Auch das Gleitverhalteia wird bei Kombinationen Keramik-Stahl günstiger. Auch die Verwendung von Kugeln aus Keramik in laufringen aus Metall verbessert die Lager von Drehanoden, weil die Laufruhe steigt und erfahrungsgemäß die Stahlkugeln von α i>5iixxCig@m SIü L-SHiperS oUFGuipxxnuxxCiiii bell

Ein weiterer Vorteil der Keramik sind die bis au den intereseie= renden maximalen Temperaturen von ca,, 1000⁰C nur wenig abnehmenden Festigkeitswerte, vor allem Hart«. Normale Stahllager sind nur bis maximal etwa 600⁰C verwendbar. Bei höherer Temperatur kommt es zu bleibendem Härteverlust, was raschen Verschleiß und Ausfall der Röhre verursacht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung v/erden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispie-Ie erläutert.

In Fig. 1 ist eine Drehanode in einem Ausschnitt aus einer Röntgenröhre teilweise aufgebrochen gezeichnet,

in Fig. 2 ein vergrößerter Schnitt durch das in der Fig. 1 gezeichnete erfindungsgeiaäße Lager,

in Fig. 3 ein der Fig. 2 entsprechender Ausschnitt aus einem abgewandelten Lager und

in Fig. 4 der Schnitt durch eine Montageanordnung, bei welcher zugleich die Benutzung ungeteilter Laufringe gezeichnet ist.

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Die in Fig. 1 dargestellte Drehanode 1 ist in dem nur teilweise gezeichneten evakuierten Glaskolben 2 einer Röntgenröhre an dem vakuumdicht mit den Wänden des Kolbens 2 an den Stellen 3 ange-, schmolzenen Anodenstiel 4 mittels der Kugellager 5 und 6 gelaj gert. Die Drehanode 1 selbst besitzt in bekannter Weise den ■ Anodent^ller 7, der mit der Achse 8 fest verbunden ist. Die Achse 8 ist ihrerseits am Rotor 9 fest angebracht. Zur Drehung der Anode 1 wird in ebenfalls bekannter Weise in der Gegend des Rotors 9 außen an den Glaskolben 2 ein hier nicht gesondert dargestellter, aus Spulen, die von Wechselstrom durchflossen werden, bestehender Stator angeordnet. An der Innenseite des einen Hohlzylinder darstellenden Rotors 9 befinden sich die zwei Kugellager 5 und 6, so daß die Anode 1 im Röhrenkolben 2 drehbar gehaltert ist. Während das lager 6 nur gestrichelt eingezeichnet ist, ist das mit diesem übereinstimmende lager 5 im Schnitt sichtbar. Aim Anodenstiel befindet sich der innere laufring 10. An diesem laufen die Kugeln 11, die von dem Kugelkäfig 12 voneinander in Abstand gehalten werden. Die äußere lauffläche der Kugel liegt auf dem äußeren laufring 13, dessen äußerer Umfang an der Innenseite des Rotors 9 anliegt und mit diesem zusammen rotiert. Die Konstruktion kann jedoch auch so sein, daß aer äußere laufring feststeht und der innere zusammen mit der Achse rotiert. Dies ist der Fall bei den bekannten Röntgenröhren, bei denen die Anode mit ihrer Achse in den inneren laufringen be- £ festigt ist, während die äußeren an der Innenwand eines fest ; im Röhrenkolben angebrachten Rohres sitzen. Der äußere laufring 13 ist, wie insbesondere aus der Fig. 2 deutlich wird, aus den zwei Teilen 14 und 15 zusammengesetzt. Diese beiden ringförmigen Teile sind durch mehrere Schrauben zusammengehalten, von denen die dargestellte mit 17 bezeichnet ist. An ihrer Zusammenstoßstelle besitzen die Teile 14 und 15 des äußeren laufringes' 13 an ihrer Innenkante eine Ausnehmung, so daß eine Rille 18 mit geringfügig abgeschrägten Kanten (Phase) 19 und 20 als laufbahn für die Kugeln 11 eihalten wird. Die lauffläche |;

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kann auch übliche, den Kugeln 11 angepaßte Rillenform haben. Dabei bestehen sowohl die Kugeln als auch die ringförmigen Teile 14 und 15 und der innere Laufring aus Aluminiumoxidkeramik. Die Abmessungen des Lagers ergeben sich entsprechend der Festigkeit des Materials, In vorliegendem Beispiel erhalten die Kugeln 5 mm Durchmesser der Innendurchmesser des Lagers ergibt sich zu 10 mm und der Außendurchmesser zu 25 mm. Der Kugelkäfig 12 besteht aus Stahl bzw. einem anderen geeigneten Metall. In gleicher Weise ist das Lager 6 aufgebaut. Auch käfiglbse Anordnungen sind möglich.

In der Fig. 3 ist eine Abwandlung des Lagers der Fig. T und 2 im Schnitt gezeichnet. Der Unterschied besteht darin, daß der innere Laufring 21 aus den zwei ringförmigen Teilen 22 und 25 besteht, die mit Schrauben zusammengehalten, sind, von denen die dargestellte mit 24 bezeichnet ist. Zwischen dem einteiligen äußeren Laufring 25 und dem inneren Laufring 21 befinden sich die Kugeln 26, die sowohl am inneren Ring 21 als auch in äußeren Ring 25 in den Rillen 27 und 28 laufen. Der Abstand der Kugeln 26 voneinander wird durch den Kugelkäfig 29 bewirkt. Bei diesem Lager ist besonders vorteilhaft, daß die Kugeln an den Rändern der Rillen 27 und 28, d.h. an sehr kleinen Auflageflachen, laufen. Das Material der Laufringe 21 und 25 sowie der Kugeln 26 ist Berylliumoxidkeramik und dasjenige des Käfigs 29 ist Eisen.

Der Zusammenbau der Lager kann in einer Anordnung erfolgen, wie sie in dor Fig. 4 dargestellt ist. Bei Verwendung eines ringförmigen Käfigs 30 wird dieser auf einen Kegel 31 aufgesetzt, der einen Fuß 32 besitzt. In das Innere des Käfigs werden dann die benötigten Kugeln 33 eingefüllt, die der Schräge des Kegels 31 entlang in den Käfig 30 hineinlaufen. An der Außenseite des Käfigs 30 befindet sich der äußere Laufring 34. Zur Fertigstellung des Lagers wird dann in das Zentrum des Laufringes 30 der innere Laufring 35 eingesetzt.

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Die Zusammensetzung des Lagers ist in der Fig. k im Zusammenhang mit Kugeln 33 aus Aluminiumoxid und lauf ringen 34, 35 "beschrieben, die in bekannter Weise aus Stahl bestehen und die keine Unterteilung aufweisen. Es ist aber ohne weiteres ersichtlich, daß die Anordnung des Kegels 31 mit dem Fuß 32 auch zur Herstellung der Lager geeignet ist, die iii den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind.

Claims (4)

S chutzansprüche

1. Röntgenröhren-Drehanode, die in Kugellagern gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß Kugeln (ll, 26, 33) und/oder Laufringe (lO, 13, 21, 25 und 34, 35) der Kugellager aus im Hochvakuum temperaturbeständiger Oxidkeramik bestehen.

j 2. Drehanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß j das Oxidkeramikmaterial Aluminiumoxid ist.

' 3. Drehanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß j das Oxidkeramikmaterial Berylliumoxid ist.

4. Drehnaode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (33) aus Keramikmaterial bestehen und die Laufringe (34, 35) aus Stahl.

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