DE19851853C1 - Drehkolbenstrahler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenstrahler mit einer in einem mit einem Kühlmedium (2) gefüllten Gehäuse (3) aufgenommenen Röntgenröhre (1), welche fest mit dem Gehäuse (3) verbunden und gemeinsam mit diesem drehbar gelagert ist. Das Gehäuse (3) ist wenigstens teilweise aus einem Röntgenstrahlung stark schwächenden Material (23) gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenstrahler mit einer in einem mit einem Kühlmedium gefüllten Gehäuse aufgenommenen Röntgenröhre, welche fest mit dem drehbar gelagerten Ge­ häuse verbunden ist.

Ein solcher Drehkolbenstrahler ist beispielsweise in der DE 196 12 698 C1 beschrieben. Dabei ist das Gehäuse von einem aus Strahlenschutzgründen vorgesehenen, mit Flüssigkeit ge­ füllten, relativ zu dem die Röntgenröhre enthaltenden Gehäuse feststehenden äußeren Gehäuse umgeben, für dessen Realisie­ rung ein ganz erheblicher Aufwand getrieben werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehkolben­ strahler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die­ ser einfacher und kostengünstiger aufgebaut ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Drehkolbenstrahler mit einer in einem mit einem Kühlmedium gefüllten Gehäuse aufgenommenen Röntgenröhre, welche fest mit dem Gehäuse verbunden und gemeinsam mit dem Gehäuse dreh­ bar gelagert ist, das wenigstens teilweise aus einem Röntgen­ strahlung stark schwächenden Material gebildet ist.

Es wird also deutlich, daß im Falle der Erfindung kein zu­ sätzliches äußeres Gehäuse erforderlich ist, da bereits das das Kühlmedium aufnehmende Gehäuse als Strahlenschutzgehäuse ausgebildet ist. Hierdurch entfällt auch die beim Stand der Technik zwischen dem die Röntgenröhre aufnehmenden rotieren­ den Gehäuse und der in dem äußeren Gehäuse enthaltenen Flüs­ sigkeit vorliegende Flüssigkeitsreibung, so daß die für die Drehung des Gehäuses mit Röntgenröhre erforderliche Antriebs­ leistung verringert ist.

Um die erforderliche elektrische Isolierung zu gewährleisten, ist das Gehäuse gemäß einer Variante der Erfindung wenigstens teilweise aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebil­ det.

Eine besonders einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Dreh­ kolbenstrahlers ist gewährleistet, wenn die drehbare Lagerung des Gehäuses samt Röntgenröhre dadurch bewirkt wird, daß das Gehäuse wenigstens einseitig auf einer mit dem Gehäuse flui­ disch leitend in Verbindung stehenden Hohlachse drehbar ge­ lagert ist. Es kann dann nämlich auf einfache Weise die Zu- bzw. Abfuhr des Kühlmediums durch die Hohlachse erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt, die in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Drehkolbenstrahler im Längsschnitt zeigt.

Der erfindungsgemäße Drehkolbenstrahler weist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Röntgenröhre auf, die in einem mit einem im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels flüssigen Kühl­ medium 2 gefüllten Gehäuse 3 aufgenommen und mit diesem fest verbunden ist. Die Röntgenröhre 1 und das Gehäuse 3 sind im Bezug auf eine Mittelachse M wenigstens im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und um die Mittelachse M drehbar gelagert.

Die feste Verbindung zwischen der Röntgenröhre 1 und dem Gehäuse 3 wird durch eine Anzahl von Verbindungsteilen 4, 5 hergestellt, die zugleich als Abstandshalter zwischen der Röntgenröhre 1 und dem Gehäuse 3 wirken.

Zur drehbaren Lagerung der Röntgenröhre 1 und des Gehäuses 3 bezüglich der Mittelachse M sind diese beidseitig jeweils mittels eines vorzugsweise handelsüblichen Wälzlagers 6, 7 auf einer Hohlachse 8, 9 gelagert. Zur Abdichtung sind Dichtringe 10, 11 vorgesehen, bei denen es sich um vorzugsweise handels­ übliche Dichtringe handelt.

Die Hohlachsen 8, 9 münden in den Innenraum des Gehäuses 2, so daß die Hohlachsen 8, 9 eine fluidisch leitende Verbindung zu dem Innenraum des Gehäuses 3 darstellen und eine durch Pfeile angedeutete Strömung des Kühlmediums, beispielsweise in einem Kühlkreislauf, ermöglichen.

Wie aus der Figur ersichtlich ist, weist die Röntgenröhre 1 ein Vakuumgehäuse 12 auf, das an seinem einen Ende mit einer tellerförmigen Anode 13 versehen ist, auf deren kegelstumpf­ mantelförmige Auftrefffläche 14 ein Elektronenstrahl ES in einem Brennfleck BF auftrifft, so daß von dem Brennfleck BF Röntgenstrahlung ausgeht, von der in der Figur nur der Zen­ tralstrahl ZS und zwei Randstrahlen strichpunktiert darge­ stellt sind.

Der Elektronenstrahl ES geht von einer innerhalb des Vakuum­ gehäuses 12 auf der Mittelachse M angeordneten Kathode 15 aus. Er wird mittels eines relativ zu der Röntgenröhre 1 und dem Gehäuse 3 dreh- und ortsfest an einem Träger 21 ange­ brachten, vorzugsweise elektromagnetischen Ablenksystems 16 derart abgelenkt, daß er in dem trotz der Rotation der Rönt­ genröhre 1 und des Gehäuses 3 ortsfesten Brennfleck BF auf die Auftrefffläche 14 der Anode 13 auftrifft. Bei dem Ablenk­ system 16 handelt es sich vorzugsweise um ein im Zusammenhang mit Drehkolbenstrahlern an sich bekanntes Quadrupolsystem.

Der Heizstrom für die Kathode 15 wird über einen in der Figur schematisch angedeuteten Übertrager zugeführt, der einen mit der Hohlachse 8 verbundenen Stator und einem mit dem Gehäuse 3 verbundenen Rotor 18 aufweist, der bei Bedarf aber auch mit dem Vakuumgehäuse 12 verbunden sein kann.

Die außer dem Heizstrom zum Betrieb der Röntgenröhre erfor­ derliche Hochspannung wird über zwei Hochspannungs-Zuleitun­ gen 19, 20 zugeführt, die sich durch die Hohlachsen 8, 9 er­ strecken und beispielsweise über an ihren Enden vorgesehene Kontaktstifte 24, 25 mit der von der Anode 13 mittels eines Isolators 26 elektrisch isolierten Kathode 15 und anderer­ seits mit der Anode 13 in elektrisch leitender Verbindung stehen.

Während die Wandung des Vakuumgehäuses 12 so dünn ist, daß sie von der von dem Brennfleck BF ausgehenden Röntgenstrah­ lung ohne nennenswerte Schwächung durchdrungen werden kann, ist das aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildete 1 Gehäuse 3 mit einem ringförmigen Bereich 22 verringerter Wandstärke versehen, der als Strahlenaustrittsfenster fun­ giert.

Um den erforderlichen Strahlenschutz zu erreichen, ist das Gehäuse 3 an seiner Außenseite außerhalb des Bereichs 22, vorzugsweise wie im Falle des beschriebenen Ausführungsbei­ spiels an seiner Außenseite, mit einer Schicht 23 eines Rönt­ genstrahlung stark schwächenden Materials, beispielsweise Blei, überzogen.

An seiner der Anode 13 unmittelbar benachbarten Wand kann eine Beschichtung des Gehäuses 3 auch entfallen, sofern die Anode 13 selbst eine ausreichende Strahlenschutzwirkung bie­ tet.

Die Strömungsrichtung des Kühlmediums, vorzugsweise handelt es sich hierbei wie im Falle des beschriebenen Ausführungs­ beispiels dargestellt um eine Flüssigkeit, nämlich Isolieröl, ist vorzugsweise, wie in der Figur durch die Richtung der Pfeile angedeutet ist, derart gewählt, daß das Kühlmedium durch die der Anode 13 benachbarte Hohlachse 9 in das Gehäuse 3 ein- und durch die Hohlachse 8 aus diesem wieder austritt.

Über den wesentlichen Vorteil der Erfindung hinaus, daß kein besonderes Strahlenschutzgehäuse erforderlich ist, bietet die Erfindung folgende weitere Vorteile:

Infolge des Umstandes, daß das Gehäuse, das das Kühlmedium enthält, gemeinsam mit der Röntgenröhre rotiert, treten keine Reibungsverluste durch Rotation der Röntgenröhre in dem Kühl­ medium auf. Demzufolge ist eine deutlich geringere Antriebs­ leistung aufzubringen, nämlich nur noch die Reibleistung der Wälzlager 6, 7 und der Dichtringe 10, 11.

Da die Dichtringe 10, 11 derart angeordnet sind, daß sich die Wälzlager 6, 7 außerhalb des Kühlmediums befinden, können diese unter Vermeidung aller bekannter Probleme, die auftre­ ten, wenn Kugellager in Isolieröl laufen, mit Fettschmierung betrieben werden.

Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels handelt es sich bei dem Kühlmedium um eine Flüssigkeit, statt dessen kann aber auch ein geeignetes Gas Verwendung finden.

Weiter müssen nicht notwendigerweise Hohlachsen vorgesehen sein. Auch massive Achsen können Verwendung finden.

Außerdem ist anders als im Falle des beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiels auch eine einseitige Lagerung von Röntgenröhre und Gehäuse möglich.

Die Art und Weise, wie im Falle des beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiels die zum Betrieb der Röntgenröhre 3 erforder­ lichen Ströme und Spannungen zugeführt werden, ist nur bei­ spielhaft zu verstehen.

Der Aufbau der Röntgenröhre 1 ist nur beispielhaft zu verste­ hen. Insbesondere können auch Röntgenröhren zum Einsatz kom­ men, bei denen die Kathode nicht wie im Falle des beschriebe­ nen Ausführungsbeispiels auf der Mittelachse angeordnet ist, sondern exzentrisch zur Mittelachse der Röntgenröhre drehbar gelagert und mittels geeigneter Vorrichtungen ortsfest gehal­ ten wird.

Claims (3)

1. Drehkolbenstrahler mit einer in einem mit einem Kühlmedium (2) gefüllten Gehäuse (3) aufgenommenen Röntgenröhre (1), welche fest mit dem Gehäuse (3) verbunden und gemeinsam mit dem Gehäuse (3) drehbar gelagert ist, das wenigstens teilweise aus einem Röntgenstrahlung stark schwächenden Mate­ rial (23) gebildet ist.

2. Drehkolbenstrahler nach Anspruch 1, dessen Gehäuse (3) wenigstens teilweise aus einem elektrisch isolierenden Werk­ stoff gebildet ist.

3. Drehkolbenstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dessen Gehäuse (3) wenigstens einseitig auf einer mit dem Gehäuse (3) flui­ disch leitend in Verbindung stehenden Hohlachse (8, 9) dreh­ bar gelagert ist.