-
Röntgenröhre mit tellerförmiger Drehanode In der Röntgenröhrenbechnik
werden heute zwei Arten von Drebanoden verwendet, und zwar solche mit massivem Kupferteil
und tellerförmige Drehanoden aus Wolfram. Die .ersteren können zwar infolge ihrer
großen Wärmekapazität kurzzeitig, also bei der Herstellung vom. Aufnahmen, sehr
große Belastungen aufnehmen, sind aber für den Durchleuchtungsbetrieb ungeeignet,
weil sie bei langdauernden Durchleuchtungen auf Temperaturen kommen, die weder dem
Kupfergefüge noch dem Lager zuträglich sind. Dagegen sind telllerförmnige Drehanoden
für beide Betriiebsarfien benutzbar, jedoch reit dem Nachteil, daß diese Telleranoden
als Hochtemperaturstrahler zwar bei hoher Temperatur eine gute Abstrahlung aufweisen,
bei niedriger Temperatur aber wenig Wärme abstrahlen und sich daher in diesem Gebiet
nur langsam abkühlen. Darüber hin= aus rußte man bei Hochtempleraturstrahlern eine
Wärmeableitung vom Teller über die ihn tragende Achse zum Drehlager ängstlich vermeiden,
da dieses keine hohen Temperaturen verträgt. Die Achse wurde daher aus schlecht
wärmeleitendem Material gemacht. Infolgedessen wurde die Telleranode bei schnellaufeinanderfolgendenAufnahmenimmer
wärmer, d. h. die Grundtemperatur, von der aus die Temperaturzunahme durch die folgende
Aufnahmebelastung zu rechnen ist, wurde immer größer, oder mit anderen Worten, die
zulässige wurde von Aufnahme zu Aufnahme immer kleiner. Dasselbe gilt hinsichtlich
der Vornahme einer Aufnahme unmittelbar nach einer längeren Durchleuchtung. Im Durchleuchtungsbetrieb
z. B. erreicht die Anode eine Tempieratur von i 5oo° C. Wird unmittelbar nach der
Durchleuchtung eine Aufl)ahme ausgeführt, so ruß die Aufnahmnebelastung infolge
der Höhe der von der Durchleuchtung herrührenden Grundtemperatur stark herabgesetzt
werden.
-
Die moderne Röhrentechnik stellt nun aber ,die Forderung, mit Röntgenröhren
nicht nur lange Durchleuchtungen oder schnell aufeinanderfolgende Aufnahmen mit
hoher Belastung zu machen, sondern auch einen schnellen Wechsel von der einen zur
anderen Betriebsart vornehmen zu können. Die Erfindung gibt hierfür einen Weg an.
Sie: betrifft eine Röntgenröhre mit tellerförmiger Drehanode und besteht darin,
durch die den
Teller tragende Achse eine gut wärmeleitende Verbindung
zwischen dem Teller und einem großflächigen, geschwärzten Kühlkörper herzustellen,
der die durch die Achse zuströ:-mende Wärme bei verhältnismäßig tiefer Temperatur
abstrahlt.
-
Die tellerförmige Anode strahlt bei hoher Temperatur, aber gleichzeitig
fließt ein beträchtlicher Wärmeanteil durch Leitung über die erfindungsgemäß gut
wärmeleitende Achse. Wenn nun die Wärmestrahlung des Tellers infolge Absinkens der
Temperatur in den Niedertemperaturbereich, in dem die Hochtemperaturstrahler nur
noch schlecht abstrahlen, nachläßt, so dauert die Wärmeleitung über die Achse an
und bewirkt eine schnelle Abkühlung des Tellers, die auf andere Weise nicht in dem
erforderlichen Maße zu erreichen ist. Nun darf aber die abfließende Wärme nicht
eine Schädigung der Lager bewirken. Daher wird nach der Erfindung die abfließende
Wärme von deinem großflächigen Kühlkörper aufgenommen, der ein Niedertemperaturstrahler
ist und eine unzulässige Erwärmung verhindert und damit auch eine Gefährdung der
Lager vermeidet. Im ganzen wird also durch die erfindungsgemäße Anordnung eine über
den ganzen Temperaturbereich sich erstreckende schnelle Abkühlung erzielt.
-
Nachdem Abschalten der Durchleuchtungsbelastung erkaltet die Anode
derart schnell, da.ß eine folgende Aufnahmebelastung schon bei stark herabgesetzter
Temperatur vorgenommen werden kann. Es ist zweckmäßig, dem Kühlkörper eine große
Wärmekapazität zu geben, damit zeitweise üb:erdurchschnItt-1iche Belastungen ermöglicht
werden. Der Kühlkörper übernimmt zweckmäßigerweise auch die Funktion des Rotors
des zum Antrieb dienenden Drehstro:mmotors und besteht daher vorzugsweise aus einem
Kupferzylinder mit eingelegtem Eisenkern. Man kann den Betrag der auf der Achse
in den Kühlkörper strömenden Wärmemenge durch die Bemessung -der Wärmeleitfähigkeit
der vorzugsweise aus Molybdän bestehenden Achse regulieren. Es ist dort, wo nur
Durchleuichtungsleistungen bewältigt werden sollen, zweckmäßig, die Achse recht
kurz (unter 3- cm) und mit verhältnismäßig großem Querschnitt (4 bis 8 mm) auszuführen.
Nötigenfalls können 8 zwischen dem auf hoher Temperatur befindlichen Teil
der Drehanode und dem Kühlkörper weitere Wärmeleitungsbrücken in Form von Ringen
oder Stäben angeordnet werden. Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Der Teller i besteht aus etwa 3 mm starkem Wolfram; die Achse z besteht
aus einem Molybdänstab von 4 bis 5 mm. Der Rotor 3, der in gutem Wärmekontakt mit
der Achse steht, besteht aus Kupfer mit einem zum Zwecke des elektrischen Antriebes
eingegossenen Eisenzylinder 4.
-
Die Drehanode ruht vermittels der Kugellager-5 auf der nach außen
führenden kühlbaren Achse 6. Die Oberfläche des Kupferteiles 3 ist in bekannter
Weise zur Verbesserung der Ausstrahlung vorzugsweise auf dem Mantel geschwärzt.
Die Entfernung zwischen der Wolframplatte i und dem Kühlkörper 3 beträgt beispielsweise
3o mm. Bei einer Durchschnittsbelastung von 25o Watt werden etwa igo Watt von der
Wolframplatte direkt ausgestrahlt, während 6o Watt längs der Achse in den Kühlkörper
übergehen und hier bei einer Temperatur von höchstens 400' nach außen abgestrahlt
werden.
-
Bei besonders starken Aufnahmebelastungen des Wolframtellers wird
dieser durch die Wärmeableitung längs der Achse schnell so daß die nächste Aufnahme
in.
-
kürzester Frist erfolgen kann. Insbesondere ist es wichtig, daß die
Abkühlung des Tellers unterhalb einer Temperatur von etwa i ooo° C, bei der die
Strahlung des Tellers nclht sehr groß ist, durch die Ableitung der Wärme sehr schnell
bewirkt wird.