Röntgenröhre mit Drehanode

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre (1) mit einer in einem Vakuumgehäuse (2) untergebrachten Kathode (3) und einer Dreh­anode (4), die einen Anodenteller (5), einen diesem zugeordne­ten Körper (6) aus wärmeleitenden Material und eine Antriebwel­le (7) aufweist, die mit Lagern versehen ist, die sich am Vaku­umgehäuse (2) abstützen. Der Anodenteller (5) und der Körper (6) sind getrennt in dem Vakuumgehäuse (2) angeordnet. Der Kör­per (6) wird mit seiner dem Anodenteller (5) zugewandten Seite in geringem Abstand von der Unterseite des Anodentellers (5) über an der Antriebswelle (7) angebrachte Lager (15, 16) gehal­ten.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit einer in einem Va­kuumgehäuse untergebrachten Kathode und einer Drehanode, die ei­nen Anodenteller, einen diesem zugeordneten Körper aus wärmelei­tenden Material und eine Antriebswelle aufweist, die mit Lagern versehen ist, die sich am Vakuumgehäuse abstützen. Derartige Röntgenröhren werden insbesondere dort eingesetzt wo es auf gro­ße thermische Belastbarkeit der Röntgenröhren ankommt.

[0002] In der DE-PS 3 004 706 ist eine derartige Röntgenröhre beschrie­ben, bei der die Drehanode der Röntgenröhre aus einem Anodentel­ler besteht, an dessen Unterseite ein Körper aus Graphit zur Wärmeabstrahlung angebracht ist. Je größer das Volumen dieses Körpers ist, um so mehr Wärme vermag er zu speichern und auch abzustrahlen. Als nachteilig hat sich hierbei erwiesen, daß das Trägheitsmoment der Anode durch das zusätzliche Gewicht des Kör­pers sich in unerwünschter Weise erhöht, so daß insbesondere beim Anlaufen bzw. beim Umschalten von einer auf eine andere Ge­schwindigkeit Zeit verloren geht, so daß eine derartige Röntgen­röhre nicht zu jeder Zeit zur Verfügung steht.

[0003] Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgenröhre der eingangs genannten Art zu schaffen, die nur ein geringes Träg­heitsmoment bei großer Wärmespeicherfähigkeit und Wärmeabstrah­lung abweist.

[0004] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ano­denteller und der Körper getrennt in dem Vakuumgehäuse angeord­net sind, und daß der Körper mit seiner dem Anodenteller zuge­wandten Seite in geringem Abstand von der Unterseite des Ano­dentellers über an der Antriebswelle angebrachte Lager gehalten wird. Dadurch wird ereicht, daß das Trägheitsmoment sehr klein ist, da zum eigentlichen Antrieb der Röntgenröhre nur der Ano­denteller beschleunigt werden muß. Dagegen weist die derartige Röntgenröhre eine hohe Wärmespeicherfähigkeit auf, da durch den geringen Abstand von dem Anodenteller zum Körper zumindest bei höheren Temperaturen die Wärme des Anodentellers an den Körper übergeben wird, der die Wärme speichert und abstrahlt. Der Kör­per kann dabei frei mitlaufen, d.h. durch die Umdrehung der Ano­de wird der Körper langsam mitgenommen, bis er nahezu die Um­drehungsgeschwindigkeit des Anodentellers aufweist, so daß ein sehr enger Kontakt des Körpers mit dem Anodenteller erreicht werden kann.

[0005] Der Wärmeübergang von dem Anodenteller zum Körper kann vergrö­ßert werden, wenn die einander zugewandten Flächen des Anoden­tellers und des Körpers mit wenigstens einer Wärmeübergangsplat­te versehen sind. Die Fläche zur Wärmeabgabe des Anodentellers auf den Körper wird erhöht, so daß eine größere Wärmeabgabe er­folgen kann, wenn der Anodenteller und/oder der Körper mit we­nigstens einem konzentrischen Ring versehen ist, der in eine entsprechende, konzentrische Vertiefung des Körpers bzw. des Anodentellers eingreift. Eine Rotation des Körpers kann verhin­dert werden, wenn Haltemittel vorgesehen sind, die den Körper in bezug auf das Vakuumgehäuse arretieren. Es hat sich als vor­teilhaft erwiesen, wenn Antriebsmittel vorgesehen sind, die den Körper entgegen der Drehrichtung des Anodentellers rotierend bewegen.

[0006] Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 ein Übersichtsbild einer Röntgenröhre gemäß dem Stand der Technik,

FIG 2 eine erfindungsgemäße Drehanode und

FIG 3 eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Drehanode.

[0007] In der FIG 1 ist eine bekannte Röntgenröhre 1 mit einem Vakuum­gehäuse 2, beispielsweise bestehend aus Glas, dargestellt. In dem Vakuumgehäuse 2 befindet sich eine Kathode 3 und eine Anode 4, die einen Anodenteller 5 und einen mit diesem befestigten Körper 6 aus wärmespeicher- und wärmeabstrahlfähigem Material, beispielsweise Graphit, aufweist. Die Anode 4 ist über eine An­triebswelle 7 mit dem Rotor 8 der Röntgenröhre 1 verbunden, der über nicht dargestellte Lager mit dem Vakuumgehäuse 2 drehbar befestigt ist. Im Bereich des Rotors 8 umgibt der Stator 9 das Vakuumgehäuse 2 der Röntgenröhre 1. Die Kathode 3 weist eine Heizwendel 10 als Glühkathode auf, die über Zuleitungen 11 und 12 mit der Spannungsversorgung verbunden ist. Von der Heizwen­del 10 treten Elektronenstrahlen 13 aus, die auf die Brennfleck­bahn des Anodentellers 5 auftreffen und ein Röntgenstrahlenbün­del 14 erzeugen.

[0008] In FIG 2 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anode 4 dargestellt. Der Anodenteller 5 der Anode 4 ist mit der An­triebswelle 7 verbunden. Auf der Antriebswelle 7 ist der Körper 6 durch Kugellager 15 und 16 gehalten, der sich mit seiner pla­nen Oberfläche nahe der Unterseite des Anodentellers 5 befin­det, so daß zwischen Anodenteller 5 und Körper 6 ein kleiner Spalt 17 gebildet wird. Beim Hochlaufen der Anode 4 muß nun al­so nur der Rotor 8, die Antriebswelle 7 und der Anodenteller 5 bewegt werden, während der Körper 6 aufgrund der Kugellager 15 und 16 in Ruhe verharrt. Bei Belastung des Anodentellers 5 gibt dieser durch Wärmestrahlung die Wärme an den Körper 6 über den Spalt 17 ab. Der Körper 6 speichert in bekannter Weise die Wär­me und strahlt diese nach außen ab. Zur besseren Wärmeübergabe können der Körper 6 und/oder der Anodenteller 5 mit je einer Wärmeübergangsplatte 18 und 19 versehen sein, zwischen denen sich der Spalt 17 befindet.

[0009] Der Körper 6 kann über die Kugellager 15 und 16 auf der An­triebswelle 7 frei laufen. Er kann aber auch, wie in FIG 2 dar­gestellt, durch Haltemittel in seiner Stellung fixiert sein.

[0010] Als Haltemittel können hierbei zwei Magnete 20 und 21 Verwen­dung finden, von denen der Magnet 20 in den Körper 6 eingelas­sen ist und der äußere Magnet 21 an dem Vakuumgehäuse 2 befe­stigt ist. Durch die Anziehungskraft der Magneten 20 und 21 wird dadurch der Körper 6 festgehalten. Der Körper 6 kann aber auch durch Antriebsmittel, die in diesem Falle nicht darge­stellt sind, in Bewegung gesetzt werden. Die Bewegung kann da­bei in gleicher Richtung wie die des Anodentellers 5 oder aber auch entgegengesetzt bewirkt werden. Weiterhin wäre es möglich, den Körper 6 an dem Vakuumgehäuse 2 zu befestigen. Dadurch kön­nten die Kugellager 15 und 16 entfallen, so daß die Anodenlager entlastet würden.

[0011] In der FIG 3 sind zwei weitere Ausführungsformen der erfindungs­gemäßen Anode 4 dargestellt. Auf der linken Seite von der Mit­tellinie 27 ist die dem Anodenteller 5 zugewandte Seite des Kör­pers 6 mit konzentrischen Ringen 22 versehen, die gut wärmelei­tend mit dem Körper 6 verbunden sind und in entsprechende, kon­zentrisch angeordnete Vertiefungen 23 im Anodenteller 5 eingrei­fen. Die Ringe 22 weisen dabei ebenfalls einen Abstand in der Größe des Spaltes 17 zu den Seitenwänden der Vertiefungen 23 auf. Dadurch ergibt sich eine vergrößerte Abstrahlfläche des Anodentellers 5, so daß der Wärmeübergang vom Anodenteller 5 auf den Körper 6 erleichtert wird.

[0012] Ebenfalls läßt sich der Wärmeübergang erleichtern, wenn gemäß der rechts von der Mittellinie 27 gezeigten Darstellung in FIG 3 an dem Anodenteller 5 konzentrische Ringe 24 angebracht und mit diesem gut wärmeleitend verbunden sind. Diese Ringe 24 grei­fen in entsprechende konzentrische Vertiefungen 25 und weisen einen Abstand zu den Seitenwänden der Vertiefungen 25 auf, der der Größe des Spaltes 17 entspricht. Weiterhin kann der Körper 6, wie in FIG 3 dargestellt, mit einem Kragen 26 versehen sein, der den unteren Teil des Anodentellers 5 umgibt. Auch dadurch wird die für die Wärmeübertragung nutzbare Fläche vergrößert, so daß die Wärme des Anodentellers 5 leichter auf den Körper 6 übertragen werden kann.

[0013] Durch diese erfindungsgemäßen Ausführungen erhält man Röntgen­röhren 1, deren Anoden nur ein geringes Trägheitsmoment aufwei­sen, das nur durch den Anodenteller 5, die Antriebswelle 7 und den Rotor 8 bestimmt wird. In bezug auf die Wärmespeicherfähig­keit und Wärmeabstrahlfähigkeit dagegen weist eine derartige Röntgenröhre 1 nahezu die Werte auf, die eine Röntgenröhre mit einer Anode 4 aufweisen würde, bei der der Körper 6 fest an dem Anodenteller 5 angebracht ist. Dadurch erhält man eine Röntgen­röhre 1 mit geringem Trägheitsmoment bei hoher Wärmespeicher- und Wärmeabstrahlfähigkeit.

Ansprüche

1. Röntgenröhre (1) mit einer in einem Vakuumgehäuse (2) unter­gebrachten Kathode (3) und einer Drehanode (4), die einen Ano­denteller (5), einen diesem zugeordneten Körper (6) aus wärme­leitenden Material und eine Antriebwelle (7) aufweist, die mit Lagern versehen ist, die sich am Vakuumgehäuse (2) abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß der Anoden­teller (5) und der Körper (6) getrennt in dem Vakuumgehäuse (2) angeordnet sind und daß der Körper (6) mit seiner dem Anoden­teller (5) zugewandten Seite in geringem Abstand von der Unter­seite des Anodentellers (5) über an der Antriebswelle (7) ange­brachte Lager (15, 16) gehalten wird.

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die dem Anodenteller (5) zugewandte Flä­che des Körpers (6) mit einer Wärmeübergangsplatte (18) verse­hen ist.

3. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 2, da­durch gekenzeichnet, daß die dem Körper (6) zugewandte Fläche des Anodentellers (5) mit einer Wärme­übergangsplatte (19) versehen ist.

4. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß der Anodenteller (5) an seiner dem Körper (6) zugewandten Fläche mit wenigstens einem konzentrischen Ring (24) versehen ist, der in eine ent­sprechende, konzentrische Vertiefung (25) des Körpers (6) ein­greift.

5. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß die dem Anoden­teller (5) zugewandte Fläche des Körpers (6) mit wenigstens ei­nem konzentrischen Ring (22) versehen ist, der in eine entspre­chende, in dem Anodenteller (5) angebrachte, konzentrische Ver­tiefung (23) eingreift.

6. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, daß Haltemittel (20, 21) vorgesehen sind, die den Körper (6) in bezug auf das Vakuumgehäuse (2) arretieren.

7. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, daß Antriebsmit­tel vorgesehen sind, die den Körper (6) entgegen der Drehrich­tung des Anodentellers (5) rotierend bewegen.

Zeichnung