DE102006054057B4

DE102006054057B4 - High voltage connection for an X-ray source

Info

Publication number: DE102006054057B4
Application number: DE200610054057
Authority: DE
Inventors: Dr. Freudenberger Jörg; Jan Matschulla; Ernst Neumeier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2026-11-17
Also published as: DE102006054057A1

Abstract

Einrichtung (10) zum Anschluss eines Röntgenstrahlers (1) an eine Hochspannung (V), – mit einem geerdeten Außengehäuse (11), – mit einem gegenüber dem Außengehäuse (11) elektrisch isolierten, mit Abstand zu dem Außengehäuse (11) in dessen Innenraum angeordneten Abschirmkäfig (14) aus elektrisch leitendem Material, der eine Hochspannungskammer (15) umschließt, und – mit einem in der Hochspannungskammer (15) angeordneten Röhrenanschlusskontakt (6), der mit einer durch das Außengehäuse (11) in die Hochspannungskammer (15) hineingeführten Hochspannungsleitung (19) kontaktiert ist, wobei die Hochspannungsleitung (19) mit dem Abschirmkäfig (14) elektrisch leitend verbunden ist, sowie – mit einer hohlzylindrischen Mantelelektrode (25), die den Röhrenanschlusskontakt (6) mit geringem Abstand konzentrisch umgibt und durch eine zur Einführung des Röhrenanschlusskontakts (6) in die Hochspannungskammer (15) bestimmte Öffnung (16) des Abschirmkäfigs (14) hindurchsteht, wobei die Mantelelektrode (25) mit dem Abschirmkäfig (14) leitend verbunden ist.Device (10) for connecting an X-ray tube (1) to a high voltage (V), - with a grounded outer housing (11), - with an electrically insulated from the outer housing (11) at a distance from the outer housing (11) in its interior arranged shielding cage (14) made of electrically conductive material, which encloses a high-voltage chamber (15), and - with a tube connection contact (6) arranged in the high-voltage chamber (15), which leads with a through the outer housing (11) into the high-voltage chamber (15) High-voltage line (19) is contacted, the high-voltage line (19) being electrically conductively connected to the shielding cage (14), as well as - with a hollow cylindrical jacket electrode (25) which surrounds the tube connection contact (6) concentrically at a small distance and through an introduction of the tube connection contact (6) into the high-voltage chamber (15), the opening (16) of the shielding cage (14) protrudes through it, the jacket electrode (25 ) is conductively connected to the shielding cage (14).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Anschluss eines Röntgenstrahlers an eine Hochspannung. Diese Einrichtung wird nachfolgend kurz als Hochspannungsanschluss bezeichnet.The invention relates to a device for connecting an X-ray source to a high voltage. This device is hereinafter referred to as high voltage connection.

Röntgenstrahler werden üblicherweise mit Steckkontakten entsprechend der IEC-Norm 526 oder mittels so genannter Sondersteckverbindungen kontaktiert. Bei solchen Sondersteckverbindungen wird der Röntgenstrahler in der Regel zentrisch kontaktiert, wobei die Kontaktstelle durch konische oder flache Isolationsflächen zum Erdpotenzial hin isoliert ist. Zur Absicherung von Kriechstrecken zwischen dem Röntgenstrahler und der Hochspannungsleitung ist ein solcher Sonderstecker in der Regel mit Isolierpaste (Silikonpaste) oder Isolieröl umgeben oder mit einem geeignet geformten Silikonteil verpresst. Gemeinsam ist diesem System, dass der Hochspannungsanschluss ein von dem eigentlichen Röntgenstrahler separates Teil darstellt, das ausschließlich der Zuführung der Hochspannung in das eigentliche Strahlergehäuse dient. Herkömmliche Hochspannungsanschlüsse für Röntgenstrahler und die diesen Röntgenstrahlern zugehörigen Strahlergehäuse sind in der Regel vergleichsweise platzaufwändig, insbesondere zumal auf vergleichsweise große Mindestabstände zwischen spannungsführenden Teilen und dem Gehäuse des Hochspannungsanschlusses bzw. dem Strahlergehäuse geachtet werden muss, um Kriechstrecken oder einen Stromdurchschlag auszuschließen.X-ray emitters are usually contacted with plug contacts according to the IEC standard 526 or by means of so-called special connectors. In such special connectors, the X-ray source is usually contacted centric, wherein the contact point is insulated by conical or flat insulating surfaces towards the ground potential. To protect creepage distances between the X-ray source and the high-voltage line, such a special connector is usually surrounded with insulating paste (silicone paste) or insulating oil or pressed with a suitably shaped silicone part. Common to this system is that the high voltage terminal is a separate from the actual X-ray source part, which serves only the supply of high voltage in the actual radiator housing. Conventional high-voltage connections for X-ray sources and the emitter housings associated with these X-ray sources are generally comparatively space-consuming, especially since comparatively large minimum distances between live parts and the housing of the high-voltage connection or the emitter housing must be ensured in order to exclude creepage distances or a current breakdown.

In der DE 44 31 618 A1 ist ein Hochspannungsstecker mit Kontakten, einem Gehäuse, und einer Isolierung offenbart. Die Isolierung umfasst einen naturnahen Zweikomponenten-Kunststoff mit Füllstoffen, wobei der Zweikomponenten-Kunststoff aus einem Harz und einem Härter besteht. Der Härter weist blockierte Isocyanaten auf und das Harz umfasst Glucose, Sukrose, modifizierte Rizinusöle, Alkohole, Silanharze und/oder Caprolaktonen.In the DE 44 31 618 A1 discloses a high voltage plug with contacts, a housing, and insulation. The insulation comprises a near-natural two-component plastic with fillers, wherein the two-component plastic consists of a resin and a hardener. The hardener has blocked isocyanates and the resin comprises glucose, sucrose, modified castor oils, alcohols, silane resins and / or caprolactones.

Der aus der DE 44 31 618 A1 bekannte Hochspannungsstecker gewährleistet aufgrund seines mechanischen Aufbaus, seiner hohen Durchschlagsfestigkeit und seiner hohen Temperaturbeständigkeit eine einfache und sichere Verbindung zwischen einer Röntgenröhre und einem Hochspannungsgenerator.The from the DE 44 31 618 A1 known high-voltage connector ensures a simple and secure connection between an X-ray tube and a high voltage generator due to its mechanical structure, its high dielectric strength and high temperature resistance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Anschluss eines Röntgenstrahlers an eine Hochspannung, d. h. einen Hochspannungsanschluss für einen Röntgenstrahler anzugeben, der eine besonders kompakte Realisierung der aus dem Röntgenstrahler und dem Spannungsanschluss gebildeten Baueinheit ermöglicht.The invention is based on the object, a device for connecting an X-ray source to a high voltage, d. H. to provide a high voltage terminal for an X-ray source, which allows a particularly compact realization of the unit formed by the X-ray source and the voltage connection.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Einrichtung umfasst danach ein geerdetes Außengehäuse aus einem elektrisch leitenden Material sowie einen gegenüber diesem Außengehäuse elektrisch isolierten und mit Abstand zu dem Außengehäuse in dessen Innenraum angeordneten Abschirmkäfig. Der Abschirmkäfig besteht ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material und bildet die Wand einer Hochspannungskammer. In dieser ist ein Röhrenanschlusskontakt angeordnet, über den einer insbesondere rotierenden Röntgenröhre des Röntgenstrahlers die für den Betrieb der Röntgenröhre erforderliche Hochspannung zugeführt werden kann. Der Röhrenanschlusskontakt ist zur Zuführung der Hochspannung mit einer Hochspannungsleitung kontaktiert, die durch das Außengehäuse hindurch in die Hochspannungskammer hineingeführt ist. Die Hochspannungsleitung ist hierbei gegenüber dem Außengehäuse elektrisch isoliert, um einen Kurzschluss zwischen der Hochspannungsleitung und dem Außengehäuse zu vermeiden. Die Hochspannungsleitung ist andererseits mit dem Abschirmkäfig elektrisch leitend verbunden.This object is achieved by the features of claim 1. The device then comprises a grounded outer housing made of an electrically conductive material and a relative to this outer housing electrically insulated and spaced from the outer housing in the interior of which arranged Abschirmkäfig. The shielding cage is also made of an electrically conductive material and forms the wall of a high voltage chamber. In this, a tube connection contact is arranged, via which a particular rotating X-ray tube of the X-ray source, the required for the operation of the X-ray tube high voltage can be supplied. The tube terminal contact is contacted to supply the high voltage with a high voltage line, which is guided through the outer housing into the high voltage chamber. The high-voltage line is in this case electrically insulated from the outer housing in order to avoid a short circuit between the high-voltage line and the outer housing. On the other hand, the high voltage line is electrically connected to the shielding cage.

Durch den Anschluss des Abschirmkäfigs an die Hochspannungsleitung wird erfindungsgemäß erreicht, dass die gesamte Wand der Hochspannungskammer auf einem konstanten durch die Hochspannung vorgegebenen elektrischen Potenzial liegt. Hierdurch ist innerhalb der Hochspannungskammer ein zumindest im Wesentlichen feldfreier Raum geschaffen, so dass zwischen spannungsführenden Teilen innerhalb der Hochspannungskammer und dem Abschirmkäfig keine oder nur eine gegenüber der Hochspannung geringfügige elektrische Spannung bestehen kann. Dies führt wiederum dazu, dass innerhalb der Hochspannungskammer die Gefahr eines Stromdurchschlags ausgeschlossen oder zumindest drastisch reduziert ist, so dass innerhalb der Hochspannungskammer keine oder nur geringfügige Sicherheitsabstände zwischen spannungsführenden Teilen vorgesehen werden müssen. Zudem muss bei der Anordnung oder Formgebung der in der Hochspannungskammer angeordneten spannungsführenden Teile, insbesondere des Röhrenanschlusskontakts, keinerlei Beschränkungen beachtet werden.By connecting the Abschirmkäfigs to the high voltage line is achieved according to the invention that the entire wall of the high voltage chamber is at a constant predetermined by the high voltage electrical potential. As a result, an at least substantially field-free space is created within the high-voltage chamber, so that there can be no or only a voltage that is insignificant relative to the high voltage between live parts within the high-voltage chamber and the shield cage. This in turn means that within the high-voltage chamber, the risk of electrical breakdown is excluded or at least drastically reduced, so that within the high-voltage chamber no or only slight safety distances between live parts must be provided. In addition, no restrictions must be observed in the arrangement or shaping of the arranged in the high-voltage chamber live parts, in particular the tube connection contact.

Der Hochspannungsanschluss kann daher vergleichsweise kompakt realisiert werden. Um die Durchschlagfestigkeit des zwischen dem Außengehäuse und dem Abschirmkäfig gebildeten Isolationsraums zu verbessern, ist dieser Isolationsraum in einer bevorzugten Ausbildung der Einrichtung mit einem festen Isolierstoff ausgefüllt. Hierfür ist der Isolationsraum insbesondere mit einer elektrisch isolierenden Gussmasse ausgegossen oder mit einer isolierenden Keramik ausgefüllt. Ein als Gussmasse für diesen Zweck vorteilhaftes Material ist durch ein hochisolierendes Epoxydharz oder Polyuretan gegeben.The high voltage terminal can therefore be realized comparatively compact. In order to improve the dielectric strength of the insulation space formed between the outer housing and the shielding cage, this insulation space is filled in a preferred embodiment of the device with a solid insulating material. For this purpose, the insulation space is poured in particular with an electrically insulating casting compound or filled with an insulating ceramic. A material which is advantageous as a casting compound for this purpose is given by a highly insulating epoxy resin or polyuretane.

Indem der Abschirmkäfig zweckmäßigerweise im Wesentlichen als Rundform ausgebildet ist, werden Ecken, Kanten und Spitzen an der Wand der Hochspannungskammer vermieden und somit in der äußeren Umgebung des Abschirmkäfigs ein gleichmäßiger Feldverlauf mit durchwegs vergleichsweise niedriger Feldstärke erzielt. Im Bereich von Ecken, Kanten und Spitzen eines leitenden, spannungsführenden Körpers käme es zu einer lokalen Überhöhung des elektrischen Feldes, die wiederum mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit einer Lichtbogenbildung einherginge. Durch die runde Formgebung des Abschirmkäfigs wird im Gegensatz hierzu vorteilhafterweise das Risiko eines Stromüberschlags verringert. Dies führt wiederum dazu, dass zwischen dem Außengehäuse und dem Abschirmkäfig ein vergleichsweise nur geringer Sicherheitsabstand gewahrt werden muss, so dass der Hochspannungsanschluss besonders kompakt realisiert werden kann. Als rund im obigen Sinne wird insbesondere eine Formgebung bezeichnet, in der der Abschirmkäfig im Wesentlichen die Form einer idealen oder abgeflachten Kugel, eines Rotationsellipsoids, eines Rotationsovals oder dergleichen bezeichnet, wobei der Abschirmkäfig auch eine unsymmetrische oder nur teilsymmetrische Rundform, insbesondere eine Eiform, aufweisen kann. By the shielding cage is expediently substantially formed as a round shape, corners, edges and tips are avoided on the wall of the high-voltage chamber and thus achieved in the outer environment of the Abschirmkäfigs a uniform field profile with consistently comparatively low field strength. In the area of corners, edges and tips of a conductive, live body there would be a local elevation of the electric field, which in turn was accompanied by an increased probability of arcing. The round shape of the shielding cage, in contrast, advantageously reduces the risk of a current flashover. This in turn means that a comparatively small safety distance must be maintained between the outer housing and the shielding cage, so that the high-voltage connection can be realized in a particularly compact manner. As in the above sense, in particular a design is referred to, in which the shielding cage substantially the shape of an ideal or flattened ball, an ellipsoid of revolution, a rotation oval or the like, wherein the shielding cage also have an asymmetrical or only partially symmetrical round shape, in particular an egg shape can.

Der Abschirmkäfig ist hierbei nicht als vollständig geschlossene Rundform ausgebildet, sondern weist zwangsweise mindestens eine Öffnung zur Einführung des mit dem Röhrenanschlusskontakt versehenen Endes der Röntgenröhre sowie ferner vorteilhafterweise eine zweite Öffnung zur Einführung des Hochspannungsleiters auf. Als vorteilhaft hat sich insbesondere eine Formgebung des Abschirmkäfigs erwiesen, bei der die Oberflächenkrümmung des Abschirmkäfigs einen minimalen Krümmungsradius von 3 cm, in noch zweckmäßigerer Ausführung sogar einen minimalen Krümmungsradius von 5 cm nicht unterschreitet. Ausgenommen hiervon sind lediglich die um die Öffnung bzw. Öffnungen herum angeordneten Randbereiche des Abschirmkäfigs, in denen dieser bevorzugt zu einem die Öffnung flankierenden Kragen aus- oder eingewölbt ist.The shielding cage is in this case not formed as a completely closed round shape, but forcibly has at least one opening for insertion of the provided with the tube terminal contact end of the X-ray tube and also advantageously a second opening for the introduction of the high voltage conductor. In particular, a shape of the Abschirmkäfigs has proven to be advantageous in which the surface curvature of the shielding cage does not fall below a minimum radius of curvature of 3 cm, in a more expedient embodiment even a minimum radius of curvature of 5 cm. The only exceptions to this are the edge regions of the screening cage which are arranged around the opening or openings and in which it is preferably curved out or in to a collar flanking the opening.

In zweckmäßiger Ausführung enthält der Hochspannungsanschluss als spannungsführende Teile neben der Hochspannungsleitung und dem Röhrenanschlusskontakt ein oder mehrere elektrische Funktionsbauteile, wobei dieser Begriff im weitesten Sinne zur Bezeichnung jeglicher elektrischer Schaltungskomponenten, z. B. eines Transformators, eines galvanischen Schleifkontakts, einer Elektronikkomponente oder eines ganzen Schaltungsteils verwendet wird. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass das oder jedes Funktionsbauteil gemeinsam mit dem Röhrenanschlusskontakt in der Hochspannungskammer angeordnet ist. Infolge der zumindest weitgehenden Feldfreiheit innerhalb der Hochspannungskammer können das bzw. die Funktionsbauteile in der Hochspannungskammer frei und mit geringem Abstand zueinander positioniert werden, wodurch wiederum eine besonders kompakte Ausführung des Hochspannungsanschlusses ermöglicht wird.In an expedient embodiment, the high-voltage connection contains as live parts in addition to the high-voltage line and the tube terminal contact one or more electrical functional components, this term in the broadest sense to designate any electrical circuit components, eg. As a transformer, a galvanic sliding contact, an electronic component or an entire circuit part is used. According to the invention, it is provided here that the or each functional component is arranged together with the tube connection contact in the high-voltage chamber. As a result of the at least extensive field freedom within the high-voltage chamber, the functional component (s) in the high-voltage chamber can be positioned freely and at a small distance from each other, which in turn enables a particularly compact design of the high-voltage connection.

Weiterhin ist zusätzlich eine im Wesentlichen hohlzylindrische Mantelelektrode vorgesehen, die den Röhrenanschlusskontakt mit geringem Abstand konzentrisch umgibt und durch die zur Aufnahme des Röhrenanschlusskontakts in dem Abschirmkäfig vorgesehene Öffnung hindurchsteht. Die Mantelelektrode ist mit dem Abschirmkäfig leitend verbunden und homogenisiert hierdurch das elektrische Feld im Bereich der Öffnung auf einem geringen bis verschwindenden Betrag. Die Mantelelektrode ist optional vorteilhaft als Trägerelement für die gegebenenfalls vorhandenen Funktionsbauteile herangezogen, wobei die vorhandenen Funktionsbauteile hierbei zweckmäßigerweise über die Mantelelektrode mit der Hochspannung kontaktiert sind.Furthermore, a substantially hollow cylindrical sheath electrode is additionally provided, which concentrically surrounds the tube connection contact at a small distance and protrudes through the opening provided for receiving the tube connection contact in the shielding cage. The sheath electrode is conductively connected to the shielding cage and thereby homogenizes the electric field in the region of the opening to a small to vanishing amount. The jacket electrode is optionally advantageously used as a carrier element for the optionally present functional components, wherein the existing functional components are expediently contacted via the jacket electrode with the high voltage.

Der Abschirmkäfig steht bevorzugt außenseitig in vollflächigem Kontakt zu dem Isolierstoff, so dass innerhalb des Isolationsraums eine homogene Dielektrizitätskonstante gegeben ist. Infolge dieser Ausführung ergibt sich innerhalb des Isolationsraums eine homogene und stetige räumlich Verteilung des elektrischen Felds, was wiederum der Durchschlagfestigkeit des Hochspannungsanschlusses zugute kommt.The shielding cage is preferably on the outside in full-surface contact with the insulating material, so that within the insulation space, a homogeneous dielectric constant is given. As a result of this design results in a homogeneous and continuous spatial distribution of the electric field within the insulation space, which in turn benefits the dielectric strength of the high voltage terminal.

Die Hochspannungskammer ist in einer besonders einfach ausgeführten Variante des Hochspannungsanschlusses mit Luft gefüllt. Für eine bessere Isolierung der spannungsführenden Teile innerhalb der Hochspannungskammer ist alternativ hierzu vorgesehen, dass die Hochspannungskammer ebenfalls ganz oder teilweise mit einem festen Isolierstoff, insbesondere einer Gussmasse oder einem Isolieröl gefüllt ist.The high-voltage chamber is filled with air in a particularly simple variant of the high-voltage connection. For a better insulation of the live parts within the high voltage chamber is provided alternatively, that the high voltage chamber is also completely or partially filled with a solid insulating material, in particular a casting material or an insulating oil.

Eine besonders kompakte Ausführung des Spannungsanschlusses wird vorteilhafterweise ferner dadurch erreicht, dass das Außengehäuse Bestandteil eines Strahlergehäuses des Röntgenstrahlers ist. Das Außengehäuse ist hierbei wahlweise ein einstückiger Bestandteil des Strahlergehäuses oder dichtend auf ein Rumpfteil des Strahlergehäuses aufgesetzt.A particularly compact design of the voltage connection is advantageously further achieved in that the outer housing is part of a radiator housing of the X-ray source. The outer housing is in this case either an integral part of the radiator housing or sealingly placed on a body part of the radiator housing.

Anliegend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Presently embodiments of the invention will be described with reference to a drawing. Show:

1 in einem schematisch vereinfachten Längsschnitt einen (nur ausschnitthaft dargestellten) Röntgenstrahler mit einer Röntgenröhre sowie mit einem Hochspannungsanschluss für dieselbe, 1 in a schematically simplified longitudinal section a (only partially shown) X-ray source with an X-ray tube and with a high voltage terminal for the same,

2 in Darstellung gemäß 1 eine Variante des Röntgenstrahlers gemäß 1 mit einem alternativ ausgestalteten Hochspannungsanschluss. 2 in illustration according to 1 a variant of the X-ray source according to 1 with an alternatively designed high-voltage connection.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.

Der in 1 dargestellte Röntgenstrahler 1 umfasst ein Strahlergehäuse 2, in dem eine Röntgenröhre 3 um eine Drehachse 4 drehbar gelagert ist. Zur Lagerung der Röntgenröhre 3 dient dabei ein insbesondere in 1 lediglich angedeutetes Drehlager 5. Das Strahlergehäuse 2 und die Röntgenröhre 3 sind in 1 lediglich ausschnitthaft dargestellt. So ist von der Röntgenröhre 3 im Wesentlichen ausschließlich ein Röhrenanschlusskontakt 6 abgebildet, über den der Röntgenröhre 3 eine Hochspannung V zuführbar ist.The in 1 illustrated X-ray source 1 includes a radiator housing 2 in which an x-ray tube 3 around a rotation axis 4 is rotatably mounted. For storage of the X-ray tube 3 serves a particular in 1 only indicated pivot bearing 5 , The spotlight housing 2 and the x-ray tube 3 are in 1 only partially shown. So is from the X-ray tube 3 essentially only a tube connection contact 6 pictured over the X-ray tube 3 a high voltage V can be fed.

Zur Kontaktierung der Röntgenröhre 3 mit der Hochspannung V umfasst der Röntgenstrahler 1 eine nachfolgend als Hochspannungsanschluss 10 bezeichnete Einrichtung. Der Hochspannungsanschluss 10 umfasst ein Außengehäuse 11 aus Metall oder einem elektrisch leitenden Kunststoff. Das Außengehäuse 11 bildet hierbei einen Bestandteil des Strahlergehäuses 2 und ist mit einem Rumpfteil 12 des Strahlergehäuses 2, das die Röntgenröhre 3 umgibt, durch eine Flanschverbindung 13 luft- und öldicht verbunden. Das Außengehäuse 11 ist hierbei insbesondere über das Rumpfteil 12 geerdet, d. h. mit einem Massenpotenzial M leitend verbunden.For contacting the X-ray tube 3 with the high voltage V includes the X-ray source 1 one below as high voltage connection 10 designated device. The high voltage connection 10 includes an outer housing 11 made of metal or an electrically conductive plastic. The outer housing 11 This forms a part of the radiator housing 2 and is with a body part 12 of the radiator housing 2 that the x-ray tube 3 surrounds, by a flange connection 13 air and oil-tight connected. The outer housing 11 is here in particular over the body part 12 grounded, ie connected to a ground potential M conductive.

Der Hochspannungsanschluss 10 umfasst weiterhin einen Abschirmkäfig 14, der wiederum aus Metall oder einem leitenden Kunststoff besteht und der zentrisch im Inneren des Außengehäuses 11 und mit Abstand zu diesem angeordnet ist.The high voltage connection 10 further comprises a shield cage 14 which in turn consists of metal or a conductive plastic and which is centered inside the outer housing 11 and is arranged at a distance to this.

Der Abschirmkäfig 14 umgibt einen als Hochspannungskammer 15 bezeichneten Raum, in den der Röhrenanschlusskontakt 6 hineinragt. Der Abschirmkäfig 14 weist entsprechend auf der der Röntgenröhre 3 zugewandten Seite eine Öffnung 16 auf, in die die Röntgenröhre 3 mit dem Anschlusskontakt 6 hineinragt. Der Randbereich dieser Öffnung 16 ist zu einem Kragen 17 nach außen hin aufgebogen. Abgesehen von diesem Randbereich hat der Abschirmkäfig 14 eine glatte, runde Form ohne Ecken, Kanten oder Spitzen, die etwa der Form einer abgeflachten (d. h. flachgedrückten) Kugel entspricht.The shield cage 14 surrounds you as a high-voltage chamber 15 designated space in which the tube terminal contact 6 protrudes. The shield cage 14 points accordingly to that of the X-ray tube 3 facing side an opening 16 on, in which the X-ray tube 3 with the connection contact 6 protrudes. The edge area of this opening 16 is to a collar 17 bent to the outside. Apart from this edge area has the shielding cage 14 a smooth, round shape with no corners, edges or tips, which corresponds approximately to the shape of a flattened (ie flattened) ball.

Der Abschirmkäfig 14 ist gegenüber dem Außengehäuse 11 elektrisch isoliert. Der zwischen dem Abschirmkäfig 14 und dem Außengehäuse 11 gebildete Raum ist in diesem Sinne nachfolgend als Isolationsraum 18 bezeichnet.The shield cage 14 is opposite the outer casing 11 electrically isolated. The between the shield cage 14 and the outer casing 11 formed space is in this sense below as an isolation room 18 designated.

Zur Zuführung der Hochspannung V umfasst der Hochspannungsanschluss 10 eine isolierte Hochspannungsleitung 19, die durch eine seitwärtige Öffnung des Außengehäuses 11 durch dieses hindurch in den Isolationsraum 18 eingeführt ist. Die Hochspannungsleitung 19 ist hierbei mittels eines Anschlussflansches 20 an dem Außengehäuse 11 festgelegt. Im Inneren des Außengehäuses 11 ist die Hochspannungsleitung 19 in isoliertem Zustand bis an den Abschirmkäfig 14 herangeführt. Die Hochspannungsleitung 19 umfasst innerhalb einer Leiterisolierung 21 einen oder mehrere Leiter 22, die die eigentlichen spannungsführenden Bestandteile der Hochspannungsleitung 19 bilden. Diese Leiter 22 sind durch den Abschirmkäfig 14 hindurchgeführt, so dass der Abschirmkäfig 14 mit den Leitern 22 elektrisch kontaktiert ist. Der Abschirmkäfig 14 liegt somit gegenüber dem Massepotenzial M auf einem durch die Hochspannung V bestimmten elektrischen Potenzial. Um einen Kriechstrom oder einen Stromdurchschlag von dem Abschirmkäfig 14 auf das geerdete Außengehäuse 11 auszuschließen, ist der Isolationsraum 18 mit einem durchschlagfesten, hoch isolierenden Epoxidharz oder Polyuretan ausgegossen. Diese Gussmasse 23 füllt den Isolationsraum 18 bevorzugt vollständig aus. Zumindest umschließt die Gussmasse 23 aber den Abschirmkäfig 14 dicht, so dass die Außenfläche des Abschirmkäfigs 14 – mit Ausnahme des den Kragen 17 tragenden Randbereichs – in vollflächigem Kontakt zu der Gussmasse 23 steht. Durch die dichte Einbettung des Abschirmkäfigs 14 in die Gussmasse 23 in Kombination mit der runden Form des Abschirmkäfigs 14 stellt sich im Betrieb des Röntgenstrahlers 1 innerhalb des Isolationsraums 18 ein gleichmäßiger elektrischer Feldverlauf ohne signifikante lokale Feldspitzen ein, wodurch eine besonders hohe Durchschlagfestigkeit erzielt wird. Dies ermöglicht im Gegenzug eine besonders kompakte Realisierung des Röntgenstrahlers im Bereich des Hochspannungsanschlusses 10.For supplying the high voltage V includes the high voltage terminal 10 an insulated high voltage line 19 passing through a lateral opening of the outer casing 11 through this into the isolation room 18 is introduced. The high voltage line 19 is here by means of a connection flange 20 on the outer housing 11 established. Inside the outer housing 11 is the high voltage line 19 in an insulated state up to the shielding cage 14 introduced. The high voltage line 19 includes within a conductor insulation 21 one or more conductors 22 , which are the actual live parts of the power line 19 form. This ladder 22 are through the shield cage 14 passed through, leaving the shielding cage 14 with the ladders 22 electrically contacted. The shield cage 14 is thus opposite to the ground potential M on an electrical potential determined by the high voltage V. For a leakage current or a current breakdown of the shielding cage 14 on the grounded outer casing 11 Exclude is the isolation room 18 filled with a high-impact, highly insulating epoxy resin or polyuretane. This casting mass 23 fills the isolation room 18 preferably completely off. At least encloses the casting compound 23 but the shield cage 14 tight, leaving the outer surface of the shielding cage 14 - except for the collar 17 supporting edge region - in full contact with the casting material 23 stands. Due to the dense embedding of the shielding cage 14 into the casting compound 23 in combination with the round shape of the shielding cage 14 arises during operation of the X-ray source 1 inside the isolation room 18 a uniform electric field course without significant local field peaks, whereby a particularly high dielectric strength is achieved. In return, this allows a particularly compact implementation of the X-ray source in the region of the high-voltage connection 10 ,

Zur berührungslosen Übertragung der Hochspannung V auf die rotierende Röntgenröhre 3 ist in der Hochspannungskammer 15 ein Funktionsbauteil 24 in Form eines Transformators vorgesehen. Als mechanischer Träger für dieses Funktionsbauteil 24 dient hierbei eine etwa hohlzylindrische Mantelelektrode 25. Die Mantelelektrode 25 ist über ein (nicht näher dargestelltes) elektrisch isolierendes Koppelmedium mechanisch etwa konzentrisch zu der Röntgenröhre 3 an dem Rumpfteil 12 des Strahlergehäuses 2 fixiert, insbesondere in einen den Raum zwischen dem Rumpfteil 12 und der Mantelelektrode 25 ausfüllenden Isolatorblock eingebettet, und ragt durch die Öffnung 16 des Abschirmkäfigs 14 in die Hochspannungskammer 15 hinein. Die Mantelelektrode 25 ist hierbei mit dem Abschirmkäfig 14 kontaktiert, so dass die Mantelelektrode 25 auf dem gleichen elektrischen Potenzial liegt wie der Abschirmkäfig 14. Über die Mantelelektrode 25 und den Abschirmkäfig 14 wird hierbei eine leitende Verbindung zwischen dem Funktionsbauteil 24 und der Hochspannungsleitung 19 hergestellt. Die Mantelelektrode 25 homogenisiert zudem den Feldverlauf im Bereich der Öffnung 16 des Abschirmkäfigs 14, wodurch insbesondere die Spannungsübertragung von dem Funktionsbauteil 24 auf den Röhrenanschlusskontakt 6 fehlertoleranter gegenüber Fehlstellen in dem Koppelmedium wird. Solche Fehlstellen, insbesondere Lufteinschlüsse und dergleichen können erkanntermaßen elektrische Feldspitzen erzeugen, die ihrerseits als Keim für Lichtbogenbildung oder Kriechströme wirken können. Durch die Mantelelektrode 25 und die durch diese bewirkte Feldhomogenisierung wird dieses Risiko signifikant vermindert.For non-contact transmission of the high voltage V to the rotating X-ray tube 3 is in the high voltage chamber 15 a functional component 24 provided in the form of a transformer. As a mechanical support for this functional component 24 here serves an approximately hollow cylindrical jacket electrode 25 , The sheath electrode 25 is about a (not shown in detail) electrically insulating coupling medium mechanically approximately concentric with the X-ray tube 3 on the body part 12 of the radiator housing 2 fixed, especially in a space between the fuselage part 12 and the sheath electrode 25 embedded filling insulator block, and protrudes through the opening 16 the shield cage 14 in the high voltage chamber 15 into it. The sheath electrode 25 is here with the shielding cage 14 contacted so that the sheath electrode 25 at the same electrical potential as the shielding cage 14 , Over the sheath electrode 25 and the shielding cage 14 This is a conductive connection between the functional component 24 and the high voltage line 19 produced. The sheath electrode 25 In addition, it homogenizes the course of the field in the area of the opening 16 the shield cage 14 , whereby in particular the voltage transmission from the functional component 24 on the tube connection contact 6 becomes more tolerant to flaws in the coupling medium. Such imperfections, especially air pockets and the like, are known to generate electrical field spikes, which in turn may act as nucleators for arcing or leakage currents. Through the jacket electrode 25 and the field homogenization caused by this significantly reduces this risk.

Anstelle des Transformators kann als Funktionsbauteil 24 auch ein galvanischer Schleifkontakt vorgesehen sein. Zusätzlich zu dem Funktionsbauteil 24 sind optional (nicht näher dargestellte) weitere Funktionsbauteile, insbesondere elektronische Komponenten, vorgesehen. Wesentlich ist hierbei, dass diese Funktionsbauteile ebenfalls innerhalb der Hochspannungskammer 15 angeordnet sind, wo diese Funktionsbauteile aufgrund der zumindest annähernd gegebenen Feldfreiheit der Hochspannungskammer 15 im Wesentlichen frei positioniert werden können. Bevorzugt sind diese weiteren Funktionsbauteile ebenfalls an der Mantelelektrode 25 fixiert und werden über diese mit der Hochspannung V kontaktiert. Alternativ hierzu können eines, mehrere oder alle Funktionsbauteile aber auch direkt mit dem bzw. einem der Leiter 22 der Hochspannungsleitung 19 kontaktiert sein.Instead of the transformer can be used as a functional component 24 also be provided a galvanic sliding contact. In addition to the functional component 24 are optionally (not shown) further functional components, in particular electronic components provided. It is essential here that these functional components also within the high-voltage chamber 15 are arranged, where these functional components due to the at least approximately given field freedom of the high-voltage chamber 15 essentially free to be positioned. These further functional components are also preferably on the jacket electrode 25 fixed and are contacted via this with the high voltage V. Alternatively, one, several or all functional components but also directly to the or one of the ladder 22 the high voltage line 19 be contacted.

Die Hochspannungskammer 15 ist in der in 1 dargestellten Variante bevorzugt luftgefüllt. Alternativ hierzu kann die Hochspannungskammer 15 aber auch mit einem Isolieröl ausgefüllt sein.The high voltage chamber 15 is in the in 1 variant shown preferably filled with air. Alternatively, the high voltage chamber 15 but also be filled with an insulating oil.

In 2 ist eine Variante des Röntgenstrahlers 1 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Ausführung dadurch, dass das Außengehäuse 11 des Hochspannungsanschlusses 10 ein einstückiger Bestandteil des Strahlergehäuses 2 ist. Bei der Ausführung des Röntgenstrahlers gemäß 2 ist zudem die Mantelelektrode 25 weggelassen. Das Funktionsbauteil 24 ist stattdessen an dem Abschirmkäfig 14 fixiert. Um den mechanischen und elektrischen Kontakt der Hochspannungsleitung 19 mit dem Abschirmkäfig 14 zu verbessern, ist zudem der Abschirmkäfig nach innen zu einem etwa trichterartigen Einführkragen 26 eingebogen, in den der Leiter 22 der Hochspannungsleitung 19 eingeführt ist. Im Unterschied zu der Ausführung gemäß 1 ist zudem nicht nur der Isolationsraum 18 sondern teilweise auch die Hochspannungskammer 15 mit der isolierenden Gussmasse 23 ausgegossen. Im Übrigen wird auch im Hinblick auf die Variante des Röntgenstrahlers 1 gemäß 2 auf die Ausführungen zu 1 verwiesen.In 2 is a variant of the X-ray source 1 shown. This differs from the embodiment described above in that the outer housing 11 of the high voltage connection 10 an integral part of the radiator housing 2 is. In the execution of the X-ray source according to 2 is also the sheath electrode 25 omitted. The functional component 24 instead is on the shielding cage 14 fixed. To the mechanical and electrical contact of the high voltage line 19 with the shielding cage 14 To improve, is also the shielding cage inside to a funnel-like Einführkragen 26 inflected, in which the head 22 the high voltage line 19 is introduced. Unlike the version according to 1 is not just the isolation room 18 but partly also the high voltage chamber 15 with the insulating casting compound 23 poured out. Incidentally, also with regard to the variant of the X-ray source 1 according to 2 on the comments too 1 directed.

Claims

Einrichtung (10) zum Anschluss eines Röntgenstrahlers (1) an eine Hochspannung (V), – mit einem geerdeten Außengehäuse (11), – mit einem gegenüber dem Außengehäuse (11) elektrisch isolierten, mit Abstand zu dem Außengehäuse (11) in dessen Innenraum angeordneten Abschirmkäfig (14) aus elektrisch leitendem Material, der eine Hochspannungskammer (15) umschließt, und – mit einem in der Hochspannungskammer (15) angeordneten Röhrenanschlusskontakt (6), der mit einer durch das Außengehäuse (11) in die Hochspannungskammer (15) hineingeführten Hochspannungsleitung (19) kontaktiert ist, wobei die Hochspannungsleitung (19) mit dem Abschirmkäfig (14) elektrisch leitend verbunden ist, sowie – mit einer hohlzylindrischen Mantelelektrode (25), die den Röhrenanschlusskontakt (6) mit geringem Abstand konzentrisch umgibt und durch eine zur Einführung des Röhrenanschlusskontakts (6) in die Hochspannungskammer (15) bestimmte Öffnung (16) des Abschirmkäfigs (14) hindurchsteht, wobei die Mantelelektrode (25) mit dem Abschirmkäfig (14) leitend verbunden ist.Facility ( 10 ) for connecting an X-ray source ( 1 ) to a high voltage (V), - with a grounded outer casing ( 11 ), - with respect to the outer housing ( 11 ) electrically isolated, at a distance from the outer housing ( 11 ) arranged in its interior shielding cage ( 14 ) of electrically conductive material containing a high-voltage chamber ( 15 ), and - with one in the high-voltage chamber ( 15 ) arranged tube terminal contact ( 6 ), with one through the outer housing ( 11 ) in the high-voltage chamber ( 15 ) high-voltage line ( 19 ), wherein the high voltage line ( 19 ) with the shielding cage ( 14 ) is electrically conductively connected, and - with a hollow cylindrical jacket electrode ( 25 ) connecting the tube terminal ( 6 ) concentrically surrounds at a small distance and by a for the introduction of the tube terminal contact ( 6 ) in the high-voltage chamber ( 15 ) certain opening ( 16 ) of the shielding cage ( 14 ), wherein the jacket electrode ( 25 ) with the shielding cage ( 14 ) is conductively connected.

Einrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei ein zwischen dem Außengehäuse (11) und dem Abschirmkäfig (14) gebildeter Isolationsraum (18) mit einem festen Isolierstoff (23) ausgefüllt ist.Facility ( 10 ) according to claim 1, wherein a between the outer housing ( 11 ) and the shielding cage ( 14 ) formed isolation space ( 18 ) with a solid insulating material ( 23 ) is filled out.

Einrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei der Abschirmkäfig (14) außenseitig vollflächig mit dem Isolierstoff (2) in Kontakt steht.Facility ( 10 ) according to claim 2, wherein the shielding cage ( 14 ) on the outside over the entire surface with the insulating material ( 2 ) is in contact.

Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abschirmkäfig (14) eine im wesentlichen runde Form, insbesondere im Wesentlichen die Form einer abgeflachten Kugel, eines Rotationsellipsoids oder Rotationsovals, aufweist.Facility ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the shielding cage ( 14 ) has a substantially round shape, in particular substantially the shape of a flattened sphere, an ellipsoid of revolution or a rotation oval.

Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit mindestens einem mit der Hochspannungsleitung (19) kontaktierten elektrischen Funktionsbauteil (24), wobei das oder jedes Funktionsbauteil (24) in der Hochspannungskammer (15) angeordnet ist.Facility ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, with at least one with the high-voltage line ( 19 ) contacted electrical functional component ( 24 ), wherein the or each functional component ( 24 ) in the high voltage chamber ( 15 ) is arranged.

Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Hochspannungskammer (15) zumindest teilweise mit einem festen Isolierstoff ausgefüllt ist.Facility ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the high-voltage chamber ( 15 ) is at least partially filled with a solid insulating material.

Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hochspannungskammer (15) mit einem Isolieröl gefüllt ist. Facility ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the high-voltage chamber ( 15 ) is filled with an insulating oil.

Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 6, wobei als fester Isolierstoff eine Gussmasse aus einem hochdurchschlagfesten Epoxydharz oder Polyuretan verwendet wird.Facility ( 10 ) according to one of claims 2 or 6, wherein a casting material of a high-breakdown-strength epoxy resin or polyuretane is used as the solid insulating material.

Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Außengehäuse (11) ein Teil eines Strahlergehäuses (2) des Röntgenstrahlers (1) ist.Facility ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the outer housing ( 11 ) a part of a radiator housing ( 2 ) of the X-ray source ( 1 ).