DE902765C

DE902765C - Rotary anode tube, with a focal point less than about 0.5 mm in diameter

Info

Publication number: DE902765C
Application number: DEA5110D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Malsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-12-05
Filing date: 1942-12-05
Publication date: 1954-01-28

Description

Drehanodenröntgenröhre mit einem Brennfleck von weniger als etwa 0,5 mm Durchmesser Bei Drehanodenröntgenröhren mit einem Brennfleck von weniger als etwa o,5 mm Durchmesser ist durch die örtliche Erhitzung der Antikathode die Brennfleckbelastung dadurch begrenzt, daß eine Vergrößerung des Umfangs und der Umlaufgeschwindigkeit aus mechanischen Gründen nicht möglich ist. Würde man nämlich den Durchmesser vergrößern, so würde die Gefahr bestehen, daß die Drehanode zerreißt und die fortfliegenden Teile das Beobachtungspersonal verletzen. Diese Gefahr ist besonders groß, wenn man Drehanodenröntgenröhren mit der üblichen Anod-3ndicke verwendet. Ein weiterer Nachteil der dicken Drehanodenscheiben besteht darin, daß sie sich unter dem Einfluß der Erhitzung durch den Brennfleck stark verwerfen, so daß die scharfe Einstellung des Brennflecks zum Teil verlorengeht.Rotating anode x-ray tube with a focal point of less than about 0.5 mm diameter For rotating anode X-ray tubes with a focal point of less than The focal point load is about 0.5 mm in diameter due to the local heating of the anticathode limited by the fact that an increase in the circumference and the rotational speed is not possible for mechanical reasons. If you were to increase the diameter, so there would be the danger that the rotating anode would tear and the anode that would fly away Parts injure the observation staff. This danger is especially great when rotating anode X-ray tubes with the usual anode thickness are used. Another The disadvantage of the thick rotating anode disks is that they are under the influence strongly reject the heating through the focal point, so that the sharp setting of the focal spot is partially lost.

Diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Drehanodenröntgenröhre mit einem Brennfleck von weniger als etwa 0,5 mm Durchmesser dadurch vermieden, daß die Anode aus einer kreisrunden, vorzugsweise ebenen Metallscheibe besteht, deren Dicke d kleiner als 5/ioooz vorzugsweise kleiner als Z/ioo" des Durchmessers D der Anode ist. Eine solche Drehanode wird durch die Zentrifugalkräfte im Betrieb gestreckt, so daß sie praktisch eben wird. Es ist also möglich, den Brennfleck ein für allemal sehr scharf einzustellen. Im übrigen ist die Gefahr einer Verletzung des Beobachtungspersonals durch Teile der Scheibe weitgehend herabgemindert, weil einerseits nicht die Gefahr besteht, daß die Scheibe zerreißt; und weil andererseits die mechanische Beanspruchung solcher dünner Scheiben durch die zu ihrer Glättung dienenden Zentrifugalkräfte mit abnehmender Dicke abnimmt.These disadvantages are avoided in the rotary anode X-ray tube according to the invention with a focal point of less than about 0.5 mm in diameter in that the anode consists of a circular, preferably flat metal disk, the thickness d of which is less than 5 / ioooz, preferably less than Z / 100 "des Such a rotating anode is stretched by centrifugal forces during operation, so that it is practically level. It is therefore possible to focus the focal spot very sharply once and for all Disc largely reduced because, on the one hand, there is no risk of the disc tearing; and, on the other hand, the mechanical stress on such thin discs due to the centrifugal forces used to smooth them decreases with decreasing thickness.

Besonders vorteilhaft ist es, den Abstand des Brennflecks vom äußeren Rand der Scheibe kleiner als o,14 - llD, mindestens jedoch gleich der Dicke d der Scheibe zu wählen. In diesem Fall wird nämlich ein Teil der im Brennfleck frei werdenden Wärme durch den äußeren Rand der Scheibe fortgeführt und dennoch vermieden, daß die Scheibe sich unter dem Einfluß der örtlichen Erhitzung verbiegt. Würde man nämlich den Brennfleck in noch geringerem Abstand vom Rande erzeugen, so würde die Wärmeabstrahlung durch den äußeren Rand vermindert werden, so daß die Scheibe sich stärker erhitzen würde. Auf der anderen Seite würde eine Verlegung des Brennflecks in größeren Abstand vom Rand zur Folge haben, daß die am stärksten erhitzte Stelle in einem der Achse näher gelegenen Teil zu liegen kommt, der durch den Einfluß der Zentrifugalkräfte weniger leicht als die randnahen Teile gestreckt werden kann.It is particularly advantageous to measure the distance between the focal point and the outside Edge of the disk smaller than 0.14 - 11D, but at least equal to the thickness d of Washer to choose. In this case, a part of that which becomes free in the focal point is namely Heat carried through the outer edge of the disc and yet avoided that the disk bends under the influence of local heating. You would generate the focal point at an even smaller distance from the edge, then the heat radiation would be reduced by the outer edge, so that the disc heats up more would. On the other hand, the focal point would be relocated at a greater distance from the edge have the consequence that the most heated point is in one of the axes The closer part comes to rest due to the influence of centrifugal forces can be stretched less easily than the parts near the edge.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, den Durchmesser der Nabe kleiner als 0,75 D zu wählen. Die Nabe sollte zur Verminderung der mechanischen Beanspruchung der Folie bzw. zur Erhöhung der zulässigen Umfangsgeschwindigkeit einen größeren Durchmesser als 0,5 - j!D besitzen.It has proven to be particularly useful to choose the diameter of the hub smaller than 0.75 D. The hub should have a diameter greater than 0.5 - j! D to reduce the mechanical stress on the film or to increase the permissible circumferential speed.

Es ist auch bei Metallscheiben aus hochwertigem Werkstoff in der Regel empfehlenswert, sie zor dem endgültigen Einbau in die Röhre durch eine Glühbehandlung von inneren Spannungen zu befreien. Durch die mechanische Arbeit bei der Herstellung der Scheibe werden nämlich gelegentlich Spannungen ausgelöst, die bei der späteren Einregelung der Drehanode zu einer Verwerfung führen können, die nur schwer durch die Zentrifugalkräfte wieder geglättet werden kann.It is also usually the case with metal disks made of high-quality material It is recommended to use an annealing treatment for the final installation in the tube to get rid of internal tensions. Due to the mechanical work involved in making it tensions are occasionally triggered in the disc, which in the later Adjustment of the rotating anode can lead to warping, which is difficult to carry out the centrifugal forces can be smoothed out again.

Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Ausführung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Röntgenröhre. Von der Kathode 1 geht der Elektronenstrahl 2 durch das Anodenrohr 3 zum Rand 4 der Metallscheibe 5, die die Drehanode bildet. Die Röntgenstrahlen treten aus der die Drehanode einschließenden, vorzugsweise aus Metall bestehenden Kammer 6 durch das Fenster 7 aus. Der Antriebsmotor befindet sich im Innern des Ansatzteiles B. Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Drehanodenscheibe nur einseitig durch die umlaufende Welle g gelagert ist. Die Lagerung kann jedoch auch, wie in Fig. 2 angedeutet ist, beidseitig unter Zuhilfenahme eines zweiten Lagers 1o erfolgen.The figures show an exemplary embodiment in a partially schematic design the X-ray tube according to the invention. The electron beam goes from the cathode 1 2 through the anode tube 3 to the edge 4 of the metal disk 5, which forms the rotating anode. The X-rays preferably exit from the area surrounding the rotating anode Metal existing chamber 6 through the window 7. The drive motor is located inside the attachment part B. In the embodiment shown in Fig. i it is assumed that the rotating anode disk only passes through the rotating shaft on one side g is stored. However, as indicated in FIG. 2, the storage can also be on both sides take place with the help of a second bearing 1o.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bildet die Richtung der Welle g mit dem Elektronenstrahl 2 einen spitzen Winkel. Die Röntgenstrahlen können bei dieser Anordnung in einem größeren Winkelbereich ausgenutzt werden. Aus den schon auseinandergesetzten Gründen ist es vorteilhaft, den Brennfleck in der Nähe des Randes der umlaufenden Metallscheibe 5 entstehen zu lassen. Ein weiterer Vorteil dieser Lage des Brennflecks auf der rotierenden Metallscheibe ist, daß der Abstand zwischen dem Brennfleck und dem Austrittsfenster ,7 sehr klein gewählt werden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet daher in einfacher Weise stark vergrößerte Abbildungen von den zu durchstrahlenden Körpern mittels Zentralprojektion auszuführen. In der Abbildung sind die zur Erzielung eines kleinen Brennflecks mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm Durchmesser erforderlichen elektrischen oder magnetischen Linsen nicht dargestellt.In the embodiment of Fig. 2 forms the direction of the wave g an acute angle with the electron beam 2. The x-rays can be used at this arrangement can be used in a larger angular range. From the already For reasons of disparity, it is advantageous to place the focal point near the Let the edge of the circumferential metal disc 5 arise. Another advantage this location of the focal point on the rotating metal disc is that the distance between the focal point and the exit window, 7 can be chosen to be very small. The arrangement according to the invention therefore permits, in a simple manner, greatly enlarged Carry out images of the bodies to be irradiated by means of central projection. In the figure are those to achieve a small focal spot with a diameter of less than 0.5 mm in diameter required electrical or magnetic Lenses not shown.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine im Verhältnis zum Durchmesser der Scheibe kleine Nabe 11 vorgesehen, bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 entspricht der Durchmesser der Nabe 12 der Bedingung, daß sie kleiner als o,75 D und größer als 0,5 - y'D sein soll, wenn angenommen wird, daß dieser Teil der Abbildung im Maßstab 1: 1 dargestellt ist: Die Dicke der Scheibe ist jedoch auch bei diesem Ausführungsbeispiel aus zeichnerischen Gründen übertrieben groß dargestellt.In the embodiment according to FIG. 1, a hub 11 is provided which is small in relation to the diameter of the disk; in the embodiment according to FIG. 2, the diameter of the hub 12 corresponds to the condition that it is smaller than 0.75 D and larger than 0.5 - y'D should be if it is assumed that this part of the figure is shown on a scale of 1: 1: The thickness of the disk is, however, shown exaggerated in this exemplary embodiment for reasons of drawing.

Die Wände der Kammer 6 werden durch die ihr vom Brennfleck der Scheibe 5 zugestrahlte Wärme ziemlich hoch erhitzt, so daß bei Anwendung großer Leistungen Luftkühlung häufig nicht ausreicht. Das Kühlmittel 13 kann im Durchlauf oder Umlauf erneuert bzw. stets wieder frisch gekühlt der Verwendung zugeführt werden.The walls of the chamber 6 are through the her from the focal point of the disc 5 radiated heat is heated quite high, so that when using large powers Air cooling is often not enough. The coolant 13 can flow or circulate renewed or always freshly chilled for use.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rotating anode X-ray tube with a focal point of less than 0.5 mm in diameter, characterized in that the rotating anode consists of a circular, preferably flat metal disc, the thickness d less than 5/1000 is preferably less than 2/1000 of the diameter D of the anode.

2. X-ray tube according to claim 1, characterized in that the distance of the focal point from the outer edge of the disk is less than 0.14 - VD, but at least equal to d.

3. X-ray tube according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter of the hub is less than 0.75 D.

4. X-ray tube according to claim z or the following, characterized in that the diameter of the hub is greater than 0.5-1 , 'D.

5. X-ray tube according to claim 1 or the following, characterized in that A metal washer is used to pass through before final installation in the tube an annealing treatment has been relieved of internal stresses.