DE8406118U1

DE8406118U1 - Drehanoden-Röntgenröhre

Info

Publication number: DE8406118U1
Application number: DE8406118U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-02-28
Filing date: 1984-02-28
Publication date: 1986-02-13

Description

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Siemens Aktiengesellschaft Unflsr Zeichen Berlin und München VPA β#Ρ 3 0 6 G Qg

Die Erfindung betrifft Drehanoden-Röntgenrtthren nach dem Oberbegriff dee Patentansprüche 1. Derartige Rühren mit magnetisch gelagerter Anodenwelle eind etwa bekannt au» der US-PS 41 67 671.

r Der Welle einer magnetisch gelagerten Drehanode einer Röntgenröhre sind neben den magnetieohen Lagerungamltteln zusätzlich auoh noch mechanische Lager zugeordnet, Sie sind so bemessen, daß sie bei wirksamer magnetischer !lagerung der Antriebswelle nicht zur Lagerung der Antriebswelle beitragen und dienen zum Auffange» des Drah- «ystems, wenn die magnetische Halterung wegfillt, d.h.» wenn die Anode "abstürzt¹¹. Da in diesem Falle die be rUhrungsfrele Halterung der Welle aufhört, schlagt der Drehkörper an den Fanglagern an. Die Anode taumelt im Rahmen der bei der berührungsfreien Lagerung zwischen dem Drehsystem und den Fanglagern zur lftrmöglichung berührungsfreien Laufes erforderliehen Abstände (Lose).

V 25 Beim Absturz läuft daher die Anode unregelmäßig_f schlägt

an verschiedenen Stellen der Fanglager an, was zu Beeinträchtigungen durch Vibrationen, Abrieb und Geräusch etc. führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe ugara, bei einer Drehanoden-Röntgenröhre der eingangs genannten Art eine Anodenlagerung vorzusehen, bei welcher auch nach Absturz in die Fanglager wenigstens weitgehend sehlag-, vibrations- und abriebfreier Lauf der Anode gewähr leistet bleiben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels der la Kennzeichen des ?Sfeesfqnspru@&s 1 an-

V ISm. 2 Kof - 22.02.1984

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gegebenen Maßnahmen gelöst, Sie UnteransprUsh· haben vorteilhafte Weiterbildungen zum Gegenstand.

Nach der Erfindung wird eine günstige Gestaltung dadurch erhalten, dad bei unwirksamer magnetlecher La gerung die an den zusätzlichen Lagern liegende Berührungsflttohe zwieohen der Antriebewelle der Anode und dem Röhrenkolben an einer zur Drehachse der Anode aymmetrisehen konieohen Pläohe liegt. Dies ergibt 2.B. eine Anordnung, bei der der beim Betrieb der ( magnetischen Lagerung der Drehanode zwischen rotierendem Teil und dem Fanglager vorhandene Spalt koniaohe Form hat, etwa diejenige eines Kegelmantels, d.h. er wird von der Außenwand eines konieohen Steokers und der Innenwand eines darUbergestttlpten konischen Bechers begrenzt. Der Spalt wird bekanntlich freigehalten, um unvermeidliche Schwankungen aufzunehmen, die ζ. B. wegen geringfügiger Unebenheiten und Uhwuchten etc. am Dreheyetem auftreten. Venn nun die konischen Teile so angeordnet sind, daß beim Absturz der Anode der Abstand aufgebrauchtwird, indem der Steckerteil in das Becherteil bzw. umgekehrt das Becherteil über den Steckerteil fällt,, so wird eine durch die Afcschrägung gestutzte stabile Halterung am Fanglager erhalten.

Zweckmäßig werden zwieohen dem rotierenden System und dem festen Teil des Röhreskolbens reibungsmindernde Hemente untergebracht. In einfacher Weise kann dies etwa durch Verwendung eines Rollenkörperlagers, etwa eine Kugellagers, erreicht werden, so daß die bei Faaglagern übliche Konstruktion erhalten wird (vgl. z.B. US-PS 41 67 671, Bezugszanl 17 der Figuren 1 und 2). Als Basis für den Stecker bzw. den Becher der Fanglagereinrichtung kann dabei ein Laufring des Kugella«· gers dienen, £e nachdem, ob der äußere oder innere Laufring die den konischen Teil ergebnde Abscaragung

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aufweist bzw. mit einer derartigen Belegung versehen Ut. Beim Abetttraen der Anode wird so die bei Drehanoden UbIi sh· Kugellagerhalteruni; der An®denwelle erreicht. Da hierbei die zum Betrieb der Magnetlagerung erforderliche Lose wegfällt, sind auch die bei den bekannten Magnetlagern auftretenden Nachteile überwunden. Se Bind lediglich die bei üblichen Drehanoden auftretenden losen Teilchen und Vibrationen zu erwarten. Außerdem kann die Rühre wie die bekannten Drehanodenröhren unter Rotation der Anode am Kugel-Ϊ lager auegeheizt werden.

Bei einer eenkreoht sich erstreckenden Anodenwelle genügt es, wenn ein konisches Teil und ein entsprechend konieoh becherförmiges Teil einander gegenüberliegen, wobei die Spitzen der beiden konischen Teile naoh unten weisen. Beim Absturz fallt dann jeweils das eine Teil in das andere und wird spielfrei festgehalten. Dies kann entweder das konische Teil sein, welches in das becherförmige Gegenstück fällt bzw. ein becherförmiges Teil, welches auf das konische Teil auffällt.

x Bine universelle Halterung an den Absturzlagern wird ' erreicht, wenn gegeneinander gerichtete konische Teile vorgesehen werden. Diese gegeneinander gerichteten ab» geschrägten Teile können bei einer Lagerung der Anode an zwei in Abstand voneinander liegenden Stellen an diesen beiden Stellen einander entgegengerichtet vor* gesehen werden. Bine andere gan wirkende Lösuög wird erhalten, indem die einander entgegengerichteten konischen Flächen an einem Lager oder an einem zusätzlichen, an den Laufringen angebrachten Ring, etwa an den beiden AuSenkanten eines Laufriages bzw. des zusätzlichen Hinges, vorgesehen werden.

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Als besonders günstig hat es eieh erwiesen, wenn die schrägen Fliehen auf einem Konus liegen, des* an der Spitze einen Winkel von 90° hat, so defl die Seiten-I wunde mit des» Aohse der Anodenantriebswelle einen ItB-

3 kel von Je 49° einschließen. Daduroh wird eine Sohrttf gung erhalten, die in der Mitte zwisehen einen aeitli-

' ohen Umkippen der Anodendrehmohae liegt. Bei kleineren

und größeren Winkeln iet dieae Symmetrie nioht gegeben·

tO Als Lose zwischen den BerUhrungefläohen der beiden ke-

; (^) nieeben Seile hat sieh bei übliohen Röntgenröhren ein

_; Abstand von 0,2 bis 0,4 mm» insbesondere 0,25 mm» er-

¹ wiesen. Diese Lose reicht in der Regel aus, ungehinder-

ten Betrieb der magnetgelagerten Anode zu gestatten,

ί t$ weil unvermeidbare seitliehe Abweichungen des Laufee

> der Anode unterhalb dieser Größenordnung bleiben.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten 20 Ausführungsbeispiele weiter erläutert.

In der Figur 1 ist eine mit erfindungsgemäß gestalteten Fanglagern ausge-

' ' stattete Röntgenröhre im Schau-

2f> bild teilweise aufgebrochen dar

gestellt,

in der Figur 2 eine Ausbildungsform, bei welcher die Fanglager auf einen Hing montiert sind, der auf beiden Seiten 30 Abschrägungen aufweist und

in der Figur 3 eine Ausbildungsform, bei welcher die Fanglager auf dem Anschlußstutzea der Anode sitzen und axe Fangflächen an der Innennd des 35 Rotors liegen.

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In der Figur 1 ist mit 1 eine Röntgenröhre bezeichnet, deren Kolben aus einem Metalltopf 2 besteht, dessen offene Seite an einer Naht 3 an einem gläsernen Teil 4 vakuumdicht angeschmolzen ist. Im Inneren des Kolbens der Röhre liegt in bekannter Weise eine Kathode 5 und eine Anodenanordnung 6. Diese besteht in ebenfalls bekannter Weise aus einem Anodenteller, der über eine Antriebswelle 8 in einen rohrförmigen, in den gläsernen Teil 4 eingeglasten Stutzen 10 reicht. Außerdem ist an der Antriebswelle 8 noch der Rotor 11 ange- Γ bracht. Um da3 Anodensystem 6 in Rotation versetzen zu können, ist für den Betrieb eine Hagnetanordnung vorgesehen, die an sich bekannt ist, nicht zur eigentlichen Röhre gehört und deshalb der Übersichtlichkeit halber bei vorliegender Darstellung weggelassen ist. Als Fanglager sind zusätzliche mechanische Lager,d.h. die mit 14 und 15 bezeichneten Kugellager, im Stutzen 10 angebracht. Die Antriebswelle 8 weist am oberen Ende zu beiden Seiten des Lagers 14 je einen Ring 12 und 12.1 sowie am unteren Lager 15 einen Ring 13 auf, der,dem jeweiligen Lager 14, 15 zugewandt, eine Abschrägung 16, 16.1 und 17 besitzt, die jeweils einer , Abschrägung 18, 18.1 und 19 der inneren Lauf ringe 20 ' und 21 der Lager 14, 15 gegenübersteht und zu diesen einen Abstand von 0,25 mm aufweist.

Beim Betrieb wird die Anode 6 in an sich bekannter Weise in Rotation versetzt, zwischen den Leitungen 22 und 23 eine Heizspannung angelegt und außerdem zwischen der Leitung 22 und dem Stutzen 10 noch eine Beschleunigungsspannung, so daß aus der dann zum OlUhen angeregten Kathodenwendel 24 ein Elektronenstrahl 25 ausgeht, der die Brennfleolifcafen 26 dt· Anodentelleri 7 beaufschlagt und dort Röntgenstrahlen erzeugt, die in einem Bündel 27 aus den Fenster 26 der Rühre 1 austreten.

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Beim Aufhören der magnetischen Halterung des Anodensystems 6 fällt dieses je nach Stellung der Röhre 1 im Raum auf einen der Ringe 12 oder 13, wobei entweder die Schrägungen 16 und 18 bzw. 17 und 19 aneinander zu liegen kommen. Es kann aber auch sein, insbesondere in horizontaler Lage, daß sowohl die Abschrägung 16 des Ringes 12 als auch die Abschrägung 17 des Ringes 13 mit der Abschrägung 18 des inneren Laufringes 20 des Lagers 14 und der Abschrägung 19 des inneren Laufringes 21 des Fanglagers 15 in Berührung kommen. Zwischen der horizontalen und der senkrechten Lage der Röhre sind Übergänge vorstellbar, bei welchen ebenfalls eine Berührung aller Schrägungen 16 bis 19 erfolgt.

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Bei der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist das Lager 12 doppelt ausgelegt (dadurch geringere Lagerlose). Es weist zwei Kugellager 30 und 31 auf, die an der Innenwand des mit dem Stutzen 10 übereinstimmenden Stutzens 10.1 liegen und an Rohrstücken 32 und 33 gehaltert sind. Die Welle 8.1 des Anodendrehsystems weist eine Ausnehmung auf, deren Seitenwände Abschrägungen 34 und 35 besitzen, die mit der Längsachse der Welle 8.1 einen Winkel von 45° einschließen.

Auf die inneren Laufringe 36, 37 der Lager 30 und 31 ist ein Ring 38 aufgezogen, dessen Innenseite der Ausnehmung in der Welle 8.1 nachgebildet ist und der seitliche 45°-Abschrägungen 39 und 40 aufweist. So wird eine Anordnung erhalten, die in ihrer Wirkung mit derjenigen der beiden Lager 14 und 15 der Figur 1 übereinstimmt.

Sine ähnliche Wirkung wird auch bed einer Ausbildungsform nach Figur 3 erhalten, bei welcher die Welle 8·2 am Rotor 11.2 endet. Der Rotor 11.2 ist direkt mit der Welle Θ.2 des Anodenteller· 7 verbunden. Der innere

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Laufring 41 eines Lagers 42 sitzt dabei stm zentral in die Röhre 1 geführten Stutzen 10.2. Der äußere Laufring 43 des Lagers 42 ist an seinen äußeren Kanten mit je einer Abschrägung 44 und 45 versehen. Die Innenwand des Rotors 11.2 besteht aus Rohrstiickea 46 und 47» die unter Freilassung einer Nut, d.h. einer Lose von 0,25mm, an das Lager 42 heranreichen. Dort weisen die seitlichen Wände der Nut Abschrägungen 48 und 49 auf, welche den Abschrägungen 44 und 45 des äußeren Laufringes 43 des Lagers 42 zugeordnet sind. Auch hier wird eine ( ) Wirkung wie bei der Anordnung nach Figur 2 bzw. 1 erreicht. Der konstruktive Unterschied besteht nur in. der zentralen Anordnung der Fanglager, von denen in der Figur- 3 dasjenige dargestellt und mit 42 bezeichnet ist, das dem oberen, d.h. dem Lager 14 der Figur 1, entspricht·. Das noch fehlende Lager kann analog Figur 1 oder 2 ausgebildet sein.

Bei den in den Figuren 1 bis 3 gezeichneten Ausführungsbeispielen sind die Fanglager 14, 15, 30, 31 land 42 fest in den Kolben der Röhre 1 eingebaut. Sie liegen mit ihren äußeren Laufringen am Stutzen 10 bzw. 10.1. , Bei Figur 3 liegt der innere Laufring 41 an dem als Halterungsstift ausgebildeten Stutzen 10.2. Bs ist aber auch möglich, die Anordnung der Lager umzukehren und sie mit dem drehenden Teil der Anodenanordnung 6, d.h. der Welle 8, 8.1 bzw. der Innenwand des Rotors 11.2, zu verbinden. Der Vorteil der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Beispiele liegt darin, daß die Lager 14, 15 und 30, 31 sowie 42 im Betriebszustand der Röhre fest mit dem Kolben verbunden sind und in Ruhe bleiben. Sie tragen nicht zu einer Erhöhung der Masse der rotierenden Anodönanordnung 6 bei.

3 Figuren

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Claims

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1. Drehanoden-Röntgenröhre mit in einem Hochvakuumkolben befindlicher Drehanode und der Drehanode gegenüberliegender Kathode, bei der die Antriebswelle der Drehanode magnetisch gelagert ist und sich zwischen der Antriebswelle und dem Hochvakuumkolben zusätzlich mechanische Lager als Fanglager befinden, wobei die Lager so bemessen sind, daß sie bei wirksamer magnetischer Lagerung nicht zur Lagerung der Antriebswelle

beitragen, dadurch gekennzeichnet, daß bei unwirksamer magnetischer Lagerung die an den zusätzlichen Lagern liegende Berührungsfläche zwischen der Antriebswelle und dem Röhrenkolben an einer zur Drehachse der Anode symmetrischen konischen Fläche liegt.

2. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nach Art eines konischen Steckers und eines darübergestülpten, an seiner Innenwand ebenso geformten Bechers gestaltete Führungen vorgesehen sind, wobei die aneinanderliegenden Flächen die Mantelflächen von Kegelstümpfen sind und die beiden Führungen mit den grossen Kegelstumpfflächen bzw. mit den kleinen Kegelstumpfflächen einander zugewandt sind.

3. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis wenigstens eines der konischen Teile einer Führung am Laufring eines Kugellagers liegt.

4. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring an βeinen Außenkanten abgeschrägt ist.

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5. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 3$ dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung aus einer entsprechend abgeschrägten, an der freien Seite des Laufringes angebrachten Auflage, etwa einem auf den Laufring aufgezogenen Rang, besteht

6. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fanglager aus zwei Kugellagern besteht und deü die Abschrägung auf einem auf die freien Lauf ringe der /~\ Lager aufgezogenen Ring liegt.

7. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung des konischen Körpers mit der Achse des Drehsystems einen Winkel von 45° einschließt.

8. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei wirksamer magnetischer Lagerung an der Berührungsfläche ein Abstand von 0,2 bis 0,4 mm, insbesondere 0,25 mm, vorhanden ist.

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9. Drehanoden-Röntgenröhre nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Fanglager am Kolben und die Gegenfläche an der Antriebswelle befestigt sind.

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