CH642776A5

CH642776A5 - Roentgenroehren-drehanode.

Info

Publication number: CH642776A5
Application number: CH1136879A
Authority: CH
Inventors: Guenter Appelt
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1979-04-03
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1984-04-30
Also published as: DE2913336C2; FR2453498A1; DE2913336A1; US4326144A; JPS641900B2; FR2453498B1; JPS55133739A

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhren-Drehanode nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Drehanoden sind etwa bekannt aus der GB-PS 12 47 316.

Bei den bekannten Röntgenröhren werden an die Lager grosse Anforderungen gestellt, weil sie im Hochvakuum unter Temperaturwechselbeanspruchung laufen müssen. Man hat daher bei Lagern, die in dieser Weise lange Zeit ohne Nachschmierung laufen müssen, in der nach obengenannter Stelle bekannten Konstruktion Reibungsflächen aus schmierfähigem Werkstoff hergestellt. Dabei besteht aber die Gefahr,

dass das Schmiermittel einen Abrieb bildet, der aus dem Lager herausfällt. Ebenso können andere, in das Lager in bekannter Weise eingebrachte Schmiermittel, wie etwa Molybdänsulfid und Silber usw., unter Beeinträchtigung der Schmierung des Lagers aus diesem herausgelangen.

Bei einer Röntgenröhre nach der US-PS 22 80 886 sind in einer Ausführungsform die Kugellager mit Abschlussteilen versehen, die den Zweck haben, Kammern zur Aufnahme von Molybdänsulfid als Schmiermittel zu ergeben. Derartige Lager mit einem gekapselten Kugellaufraum haben sich aber in der Röntgentechnik nicht durchsetzen können, weil, bedingt durch die dabei zum Abfangen der Temperaturausdehnung erforderliche grosse Radiallose, ein Spalt bleiben muss, der so breit ist, dass Schmiermittelteilchen austreten und in den Röhrenraum gelangen können.

Eine andere nach der US-PS 25 70 770 bekannte Röntgenröhre hat ein anodennahes Lager, dem an der dem Teller zugewandten Seite ein Behälter mit weichem Material als Schmiermittel vorgeschaltet ist. Der Behälter soll an der Achse befestigt sein. Eine solche Ausbildung hat sich aber nicht bewährt, weil sich bei Röntgenröhren der Nachteil ergibt, dass der Behälter mitrotiert und Schmiermittelteilchen in den Röhrenraum geschleudert werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Röntgenröhren-Drehanode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Massnahmen vorzusehen, das Schmiermittel beim Lager zu halten und andererseits das Herausfallen von Abrieb zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Massnahmen gelöst.

Durch die Verwendung einer Kugellagerung, bei welcher die inneren Laufbahnen der Kugeln der Drehachse und die äusseren Laufbahnen einer rohrförmigen Halterung zugeordnet sind, werden bei der Drehung auftretende lose Teilchen nach aussen geschleudert, so dass Abdeckbleche, die ringförmig sind und am Rand mit der rohrförmigen Halterung verbunden werden, Abrieb und lose vorliegendes Schmiermittel am Verlassen des Lagers hindern.

Die Abdeckung kann die Form eines Bleches haben, das an der Seite des Lagers angeordnet wird, die dem Anodenteller benachbart ist. Der zwischen dem inneren Rand dieses Abdeckbleches und der Achse verbleibende Spalt wird dabei zweckmässig in der Grössenordnung der radialen Lagerlose gehalten, um losen Teilchen möglichst wenig Gelegenheit zum Austreten aus dem Lager in die Röhre zu lassen, d.h. in einer solchen, die sich ergibt aus der für den Lauf des Lagers nötigen Radiallose, den der Herstellung zuzugestehenden Toleranzen und der bei der Zentrierung verbleibenden Mittenabweichung. Bei einer 10 mm dicken Achse aus härtbarem Stahl ist dies ein Luftspalt + 0,2 bis + 0,265 mm. Nach der anderen Seite des Lagers hin ist eine Verschmutzung des Röh-reninnenraumes ohnehin vermieden, wenn die Lager in einem vom Raum der Röhre getrennten dichten Rohr angeordnet sind.

Durch ein weiteres Blech an der vom Teller abgewandten Seite kann Schmiermittel auf das Lager, in welches es eingefüllt ist, fixiert werden. Entsprechend kann auch am anodenfernen Lager länger dauernde Schmierung erreicht werden.

Insbesondere an der dem Teller zugewandten Seite des tellernahen Lagers hat es sich als günstig erwiesen, der Abdeckung die Form einer Rinne zu geben, die auf einen seitlichen, an die äusseren Laufbahnen sich anschliessenden Ring aufbaut, eine zur Achse hinführende Verbindung aufweist und dann entlang der Achse wieder zurückgebogen ist. So wird eine Fangrinne erhalten, in welcher lose Teilchen festgehalten werden können. Auch bei dieser Anordnung ist der Zwischenraum zwischen der Innenseite der Umbiegung und der Aussenseite der Achse zweckmässig in der Grössenordnung der Lagerlose. Insbesondere wegen der Umbiegung kann so ein verlängerter enger Weg entlang der Achse und damit ein verbessertes Zurückhalten loser Teilchen erreicht werden.

Es hat sich auch als günstig erwiesen, zusätzlich zu einem Abdeckblech auch noch eine Fangrinne vorzusehen. Dies ist ganz besonders von Vorteil, wenn zusätzlich noch die Achse mit einer stufenförmig ansetzenden Verdickung versehen ist, wobei die Stufe zwischen dem Blech und dem Ende der Umbiegung der Rinne liegt. Die Höhe der Stufe sollte wenigstens 0,7 mm sein und wegen des Axialspiels (bei einer Radiallose 30 um, maximal 0,3 mm) eine Grössenordnung von 1 mm nicht übersteigen. Dies führt bei Benutzung eines Bleches, dessen innerer Durchmesser so gewählt ist, dass der Abstand vom äusseren Rand des dort noch dünneren Teils der Achse wenigstens etwa der Lagerlose entspricht, dazu, dass durchtretende Teilchen auf die Stufe gelangen und von dieser wegen der Drehung der Achse in die Auffangrinne hineingeschleudert werden. So wird den Teilchen der direkte Wanderweg entlang der Achse abgeschnitten. Zwischen der Stufe und der Auffangrinne können in entsprechender Weise

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ausgebildete weitere Stufen und Abdeckungen angeordnet sein, um die Wirkung zu erhöhen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. 5

In der Fig. 1 ist teilweise aufgebrochen eine mit einer erfindungsgemäss verbessert gelagerten Drehanode versehene Röntgenröhre dargestellt,

in der Fig. 2 ein Ausschnitt aus dem tellernahen Lager, in der Fig. 3 eine Ausbildung mit erhöhter Wirksamkeit io und in der Fig. 4 eine abgewandelte Lösung.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Drehanode bezeichnet, die in einem Vakuumkolben 2 aus Glas untergebracht ist. Der Kolben 2 enthält ausserdem noch in an sich bekannter Weise eine 15 Kathode 3. Die Anode ist mit dem Kolben 2 über eine Manschette 4 an einem rohrförmigen Teil 5, dem sog. Anodenstiel, angeglast. Zwischen der Anode 1 und der Halterung 5 befinden sich Kugellager 6 und 7. Die Drehanode 1 selbst besteht aus einem Anodenteller 8, der am oberen Ende einer Achse 9 20 fest angebracht ist. An der Achse befindet sich auch ein Rotor 10, der zusammen mit einem aussen am Kolben 2 anzulegenden, nicht dargestellten Stator den Antrieb der Anode 1 bewirkt.

Die beiden Kugellager 6 und 7 liegen innerhalb des Rotors 10 und sind mit ihren äusseren Laufringen 13 und 14 an der Innenseite der rohrförmigen Halterung 5 befestigt. Die rollende Lagerung ist in an sich bekannter Weise durch Kugeln 15 gewährleistet, die in einem Kugelkäfig 16 gehaltert sind. Dabei laufen die Kugeln 15 des tellernahen Lagers 6 direkt an der Achse 9, während für die Kugeln 15 des tellerfernen Lagers 7 an der Achse 9 eine Laufbahn 17 mit einer Laufrinne vorgesehen ist, um Längsverschiebungen der Achse zu verhindern.

An dem tellerseitigen Ende des Lagers 6 ist ein Abdeckblech 18 vorgesehen, welches an seinem äusseren Rand zwischen dem Laufring 13 und dem rinnenförmigen Teil 19 festgeklemmt ist, indem es sich zwischen dem unteren Ende des ringförmigen Aussenteils des Teiles 19 und dem Ring 13 befindet. Das rinnenförmige Teil 19 besteht ausserdem aus einem sich am anderen Ende des ringförmigen Teiles 20 nach innen erstreckenden Teil 21 und einer in Richtung der Achse wieder zurückführenden Umbiegung 22. So wird der durch die Innenränder des Ringes 20, des Teiles 21 und der Umbiegung 22 gebildete rinnenförmige Raum 23 erhalten, der gut geeignet ist, lose Teilchen aufzufangen, die den Spalt zwischen der Innenseite des Bleches 18 und der Achse 9 überwinden. Dieser Spalt stimmt ebenso wie derjenige zwischen der Umbiegung 22 und dem verdickten Teil 24 der Achse 9 mit der Lagerlose überein.

Eine weitere Verbesserung der Abdichtung wird durch

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eine Stufe 25 erhalten, die zwischen dem verdickten Teil 24 und dem normalen Teil der Achse 9 liegt. Diese ist so angeordnet, dass sie sich zwischen dem oberen Rand der Abdek-kung 18 und dem unteren Rand der Umbiegung 22 befindet. So werden Teilchen, die den inneren Rand der Abdeckung 18 überwinden, wegen der Drehbewegung der Achse 9 an der Stufe 25 nach aussen in den Raum 23 des rinnenförmigen Teils 19 geschleudert und dort festgehalten. Die gesamte Anordnung wird mittels eines Schliesswerkzeuges 26 verstemmt, so dass eine Fixierung der Teile 18 und 19 zusammen mit dem Lager 6 erreicht wird. Gegebenenfalls kann zusätzlich noch die an der Unterseite des Lagers 6 gestrichelt angedeutete Abdeckung 18' mit festgeklemmt werden, um Schmiermittel am Lager festzuhalten.

In ähnlicher Weise wie das Lager 6 kann auch das Lager 7 mit Abdeckungen 18,18' versehen werden. Für diese sind insbesondere nur Abdeckungen entsprechend 18 und 18' vorzusehen, weil aus diesem Lager keine losen Teilchen in den Raum des Kolbens 2 gelangen können. Durch eine solche Abdeckung beider Lager hat sich ergeben, dass eine Erhöhung der Lebensdauer bei dauerhaft vermindertem Laufgeräusch, insbesondere von sehr schnell laufenden Röhren, um 300% erreichbar ist.

Die Wirkung kann durch mehrfache Auslegung der Kombination Blech 18 und Stufe 25 erhöht werden. In der Fig. 3 ist eine solche angedeutet, bei der durch Einfügung eines Bleches 18" und einer Stufe 25' zwischen der Stufe 25 und dem Ende der Umbiegung 22 die Kombination unter Erzeugung eines weiteren auffangenden Raumes 23' verdoppelt ist. Zur Halterung ist ein Abstandsring 20' eingelegt und an der Achse ergibt sich ein zusätzlich verdickter Teil 24'.

Die Stufen 25 und 25' können, wie gezeichnet, durch Bearbeitung der Achse 9 erhalten werden. Sie sind aber, wie durch gestrichelte Linien 29 und 30 in Fig. 2 angedeutet, auch herstellbar mittels eines Ringes 31, der auf der Achse 9 so befestigt wird, dass er die Verdickung 24 bildet und seine eine Stirnseite die Stufe 25 darstellt. Der Ring kann etwa angelötet oder angeschweisst usw. sein.

In Fig. 4 ist die Ausbildung in einem Ausschnitt gezeichnet, wobei auch die Stufe 25' als Ring 31' ausgebildet ist. Zweckmässig werden dabei für Achse 9 und Ringe 31,31' gleiches Material verwendet oder wenigstens solches mit sehr ähnlichem Ausdehnungskoeffizienten.

Die Röhre kann ansonsten in üblicher Weise durch Anschliessen entsprechender Spannungen zwischen den Zuleitungen 27 und der als Anodenstiel dienenden rohrförmigen Halterung in Betrieb gesetzt werden. Dazu kommen aus der Fassung 28 einer Glühkathode austretende Elektronen auf die Brennfleckbahn des Anodentellers 8 und lösen dort Röntgenstrahlen aus.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Röntgenröhren-Drehanode, die in Kugellagern gelagert ist, welche ein Schmiermittel enthalten und eine das Schmiermittel im Lager haltende Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung der inneren Laufbahn (17) an der Aussenseite der Drehachse (9) und der äusseren Laufbahn an der Innenseite eines fest im Kolben (2) der Röhre angeordneten Ringes (13,14) das anodennahe Lager (6) an seinem dem Anodenteller (8) zugewandten Ende mit einem ringförmigen Teil (18,19) abgedeckt ist, welches an seinem äusseren Rand mit der äusseren Laufbahn (13) fest verbunden ist.

2. Röntgenröhren-Drehanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung ein Blechring (18,18') ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Röntgenröhren-Drehanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adbeckung ein rinnenförmiges Teil (19) ist.

4. Röntgenröhren-Drehanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine die Achse (9) in Richtung des Tellers (8) verdickende Stufe (25) vorgesehen ist.

5. Röntgenröhren-Drehanode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (6) mit einem Blech (18) abgedeckt ist, dass darauf eine Stufe (25) an der Achse (9) folgt und dass seitlich der Stufe der rinnenförmige Raum (23) eines ringförmigen Teils (19) angeordnet ist.

6. Röntgenröhren-Drehanode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ring (13) und dem Ende der Umbiegung (22) des Teils (19) weitere Stufen (25') und Bleche (18") angeordnet sind.

7. Röntgenröhren-Drehanode nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (25,25') die Stirnseite eines auf die Achse (9) aufgeschobenen Ringes (31, 31') ist.