專利名稱：具有簡(jiǎn)化的徑向密封的旋轉(zhuǎn)陽極x射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)陽極X射線管。具體地，本發(fā)明涉及一種包括套筒軸承的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管以及涉及一種包括這種旋轉(zhuǎn)陽極X射線管的檢查儀器。
背景技術(shù)：
螺旋槽軸承以及為旋轉(zhuǎn)頻率高于150Hz設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管在軸承部件的密封表面會(huì)遇到潤(rùn)滑劑泄漏的問題。作用在潤(rùn)滑劑上的高離心力以及作用在軸承部件上的強(qiáng)機(jī)械力可以影響沿密封的入口間隙的潤(rùn)滑劑的有效密封性。具體地，在螺旋槽軸承的情況下，旋轉(zhuǎn)的軸承部件的接觸表面可能不得不滿足防止?jié)櫥瑒p耗的密封功能以及軸向軸承表面的準(zhǔn)確定位功能。US5, 077，775公開了包括至少兩個(gè)螺旋槽軸承的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管。

發(fā)明內(nèi)容
可以期待的是，通過簡(jiǎn)化制造工藝的方式改進(jìn)旋轉(zhuǎn)陽極X射線管。本發(fā)明提供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管以及檢查儀器。本發(fā)明的進(jìn)一步的示例性實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中被聲明。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供包括套筒軸承的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管。該套筒軸承具有內(nèi)部軸承構(gòu)件以及外部軸承構(gòu)件。全部?jī)蓚€(gè)軸承構(gòu)件均具有對(duì)應(yīng)的適合于承受軸向軸承力的軸向軸承表面以及對(duì)應(yīng)的適合于承受徑向軸承力的徑向軸承表面。外部軸承構(gòu)件將內(nèi)部軸承構(gòu)件(至少部分地)包圍以及包括至少一個(gè)徑向密封區(qū)段。這至少一個(gè)徑向密封區(qū)段不具有與軸向軸承表面的功能性聯(lián)系。換言之，外部軸承構(gòu)件的所有徑向密封區(qū)段都被調(diào)整以及定位從而使得它們不影響套筒軸承的軸向軸承功能。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供用于檢查所關(guān)注的對(duì)象的檢查儀器，其中該檢查儀器包括如上下文所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，該檢查儀器適合于作為醫(yī)療成像儀器。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，內(nèi)部軸承構(gòu)件包括具有用于承受軸向軸承力的軸向軸承表面的滾動(dòng)盤片裝置。換言之，內(nèi)部軸承構(gòu)件包括具有軸向軸承表面的第一軸承區(qū)段(即滾動(dòng)盤片裝置)以及具有用于承受徑向軸承力的徑向軸承表面(即至少一個(gè)徑向軸承表面)的第二軸承區(qū)段。因此，徑向軸承力以及軸向軸承力由內(nèi)部軸承構(gòu)件的不同區(qū)段(以及對(duì)應(yīng)的外部軸承構(gòu)件的單獨(dú)區(qū)段)承受。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)陽極X射線管還包括第一鎖定環(huán)以及第二鎖定環(huán)。該第一鎖定環(huán)在一端毗鄰?fù)獠枯S承構(gòu)件的套筒元件以便提供對(duì)套筒軸承的這一端的密封。該第二鎖定環(huán)在另一端毗鄰該套筒元件以便提供對(duì)該套筒軸承的另一端的密封。兩個(gè)徑向密封區(qū)段分別位于第一鎖定環(huán)與套筒元件之間以及第二鎖定環(huán)與套筒元件之間。旋轉(zhuǎn)陽極X射線管可以不包括進(jìn)一步的徑向密封區(qū)段。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供兩個(gè)推力盤片，其中這兩個(gè)推力盤片被插入到套筒元件中并且提供用于軸向軸承表面?？梢钥闯龅氖?，本發(fā)明的要點(diǎn)是提供具有套筒軸承(例如螺旋槽軸承)的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，該套筒軸承具有被固定在套筒圓筒內(nèi)部的、不具有與徑向密封表面的功能性聯(lián)系的軸向軸承表面。徑向密封表面設(shè)計(jì)被調(diào)整從而使得徑向密封表面不干涉軸向軸承功能。


圖I展示了具有T形螺旋槽軸承的X射線管。圖2展示了具有滾動(dòng)盤片螺旋槽軸承的X射線管的陽極旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 圖3展示了滾動(dòng)盤片螺旋槽軸承。圖4展示了另一種滾動(dòng)盤片螺旋槽軸承。圖5展示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的滾動(dòng)盤片螺旋槽軸承。圖6展示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的檢查儀器。
具體實(shí)施例方式附圖中的展示是示意性的。在不同的附圖中，相似或相同的元件具有相同的參考
己 O圖I展示了具有所謂跨越式的T形螺旋槽軸承的X射線管。該X射線管包括陰極組件101、陽極盤片201、螺旋槽軸承103 (跨越式設(shè)計(jì))、金屬真空外殼104、X射線視窗105以及電機(jī)組件106 (定子和銅轉(zhuǎn)子)。該電機(jī)組件106驅(qū)動(dòng)被連接到旋轉(zhuǎn)陽極201的外部軸承構(gòu)件。由于旋轉(zhuǎn)的軸承部件的接觸表面必須實(shí)現(xiàn)防止?jié)櫥瑒p耗的密封功能以及軸向軸承表面的準(zhǔn)確定位功能，因此必須以高精度制作對(duì)應(yīng)的可移動(dòng)部件。圖2展示了具有跨越式的滾動(dòng)盤片螺旋槽軸承的X射線管的陽極旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，該陽極旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以根據(jù)本發(fā)明被調(diào)整。再一次地，參考標(biāo)記201以高度示意性的方式展示了旋轉(zhuǎn)的陽極盤片。該陽極盤片201被連接到由轉(zhuǎn)子208驅(qū)動(dòng)的套筒203。繞軸承軸202旋轉(zhuǎn)的套筒203具有承受徑向軸承力的徑向軸承表面2011。此外，提供具有用于承受軸向軸承力的軸向軸承表面2012的滾動(dòng)盤片裝置204。進(jìn)一步地，提供間隔環(huán)205用于維持套筒203與被布置在軸向軸承側(cè)的左鎖定環(huán)206之間的距離以實(shí)現(xiàn)套筒軸承的必需的軸向軸承間隙。在軸承軸202的另一側(cè)是具有用于軸承潤(rùn)滑劑的密封功能的第二鎖定環(huán)207。如圖2所示，滾動(dòng)盤片軸承包括多個(gè)徑向密封區(qū)段。然而，軸承也可以被設(shè)計(jì)成如圖5中所描繪的樣子。包括滾動(dòng)盤片裝置的左軸承部承受軸向軸承力，以及，右軸承部承受徑向軸承力。滾動(dòng)盤片裝置的對(duì)稱軸線在套筒軸承的旋轉(zhuǎn)過程中能夠進(jìn)行繞著旋轉(zhuǎn)軸線的搖擺運(yùn)動(dòng)。軸承部中的圓柱形軸承表面能夠以與精確的圓柱形形狀相比幾乎呈現(xiàn)不出任何可測(cè)量的偏差的方式以及具有特定直徑的方式被制造。相似地，軸向軸承表面可以以幾乎探測(cè)不到關(guān)于平面平行度、厚度以及平整度的任何偏差的方式被制造。然而，由于滾動(dòng)盤片裝置，因此不必以相同的精度滿足關(guān)于兩個(gè)軸承表面之間的直角的需求。因此，當(dāng)用于軸向軸承力和徑向軸承力的軸承表面在外部軸承構(gòu)件中不精確地相互垂直延伸時(shí)，內(nèi)部軸承構(gòu)件的滾動(dòng)盤片裝置在套筒軸承的旋轉(zhuǎn)過程中將會(huì)進(jìn)行繞著旋轉(zhuǎn)軸線的搖擺運(yùn)動(dòng)。在這種搖擺運(yùn)動(dòng)過程中，套筒軸承每旋轉(zhuǎn)一圈，對(duì)稱軸線就沿圓錐形表面繞旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)一次。內(nèi)部軸承構(gòu)件包括具有朝向外部軸承構(gòu)件的圓柱形的外部表面的軸。該軸的外側(cè)可以被配置成螺旋槽圖案，以及，液體潤(rùn)滑劑，例如鎵合金，被配置在內(nèi)部與外部軸承構(gòu)件之間的間隙中以構(gòu)成能夠承受徑向軸承力的流體力學(xué)套筒軸承。
滾動(dòng)盤片裝置204能夠被剛性地連接到銷以及能夠在任意期望的方向以小角度相對(duì)于陽極軸傾斜偏離垂直位置。該銷隨后在軸中的對(duì)應(yīng)的孔中的其接觸點(diǎn)上滾動(dòng)，以及該盤片僅需要可以忽略不計(jì)的小力即可被對(duì)齊。因此導(dǎo)致的磨損可以被減少到最小。軸向軸承和徑向軸承可以具有大致相同的外部直徑。在這種情況下，軸向軸承力以及徑向軸承力由于不同的離心力的原因?qū)⒉粫?huì)爭(zhēng)奪潤(rùn)滑劑，該不同的離心力將會(huì)引起軸承從彼此提取潤(rùn)滑劑。在高轉(zhuǎn)速的情況下，這可能是重要的。圖3展示了跨越式的滾動(dòng)盤片螺旋槽軸承。參考標(biāo)記406指向四個(gè)徑向密封區(qū)段，該四個(gè)徑向密封區(qū)段被暴露于潤(rùn)滑劑，并且該四個(gè)徑向密封區(qū)段位于滾動(dòng)盤片204的區(qū)域中。參考標(biāo)記407指向另一個(gè)徑向密封區(qū)段，該徑向密封區(qū)段可以不被暴露于潤(rùn)滑齊U，并且該徑向密封區(qū)段被布置在軸承的徑向軸承側(cè)。兩個(gè)推力盤片405被配置在滾動(dòng)盤片裝置204的左側(cè)和右側(cè)。此外，通道或孔洞408,409被配置在兩個(gè)推力盤片405內(nèi)部，以提供在軸承的不同區(qū)段之間的潤(rùn)滑劑流動(dòng)。圖4展示了另一種跨越式的滾動(dòng)盤片螺旋槽軸承。再一次地，多個(gè)徑向密封區(qū)段406、407分別被配置在滾動(dòng)盤片軸承的區(qū)域中以及徑向軸承側(cè)鎖定環(huán)的區(qū)域中。圖5展示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管500的一部分。內(nèi)部軸承構(gòu)件包括兩個(gè)具有溝槽圖案的圓柱形軸承表面609、610。此外，提供滾動(dòng)盤片裝置204，在其兩側(cè)具有軸向軸承表面2012。旋轉(zhuǎn)陽極X射線管500還包括外部軸承構(gòu)件(或外部軸承裝置)605、607、608，兩個(gè)鎖定環(huán)206、207被連接到該外部軸承構(gòu)件。外部軸承構(gòu)件包括兩個(gè)推力盤片607、608以及套筒元件605，該套筒元件605以整體形成并且具有圓柱形的內(nèi)部徑向軸承表面2011以及朝向內(nèi)部軸承構(gòu)件202的滾動(dòng)盤片裝置204的區(qū)段611。第一鎖定環(huán)206在套筒軸承的軸向軸承側(cè)毗鄰套筒元件605，以及，第二鎖定環(huán)207在套筒軸承的徑向軸承側(cè)毗鄰套筒元件605。應(yīng)當(dāng)注意到的重要的是，徑向密封區(qū)段601、602分別位于第一鎖定環(huán)206與套筒元件605之間以及第二鎖定環(huán)207與套筒元件605之間。可以不存在進(jìn)一步的徑向密封區(qū)段。具體地，在區(qū)域611中沒有徑向密封區(qū)段，該區(qū)域611是滾動(dòng)盤片裝置204所位于的區(qū)域。徑向密封區(qū)段601，602均能夠包括相應(yīng)的可以影響206與605之間、207與605之間的垂直性的密封墊圈604、603或其它密封輔助。
例如，替代地或附加地，可以為徑向密封提供密封邊。如圖5中所示，兩個(gè)推力盤片607、608被插入到套筒元件605中。該兩個(gè)推力盤片607、608提供用于軸向軸承表面2012。套筒元件605的面向內(nèi)部軸承構(gòu)件202的滾動(dòng)盤片裝置204的區(qū)段611具有第一圓柱形的子區(qū)段612以及第二圓柱形的子區(qū)段613，該第一圓柱形的子區(qū)段612具有適合于接收第一推力盤片607的第一直徑，該第二圓柱形的子區(qū)段613具有適合于接收第二推力盤片608的第二直徑。第一直徑大于第二直徑，以及第二直徑大于徑向軸承的圓柱形的內(nèi)部徑向軸承表面2011的直徑。當(dāng)兩個(gè)推力盤片607、608被插入到套筒元件605中時(shí)，它們分別被階梯部614、615止住，其中第一階梯部614將第一圓柱形的子區(qū)段612與第二圓柱形的子區(qū)段613連接，以及第二階梯部615將第二圓柱形的子區(qū)段613與圓柱形的內(nèi)部徑向軸承表面2011連接。兩個(gè)推力盤片607，608中的至少一個(gè)可以包括螺紋從而使得其可以被擰入適當(dāng) 的位置。作為第一階梯部614的替代，距離元件或間隔環(huán)能夠被配置到兩個(gè)推力盤片之間。應(yīng)當(dāng)注意到的是，滾動(dòng)盤片裝置204以及徑向軸承表面2011可以具有相同的直徑。圖6展示了適合于作為醫(yī)療成像儀器的檢查儀器700。檢查儀器700包括旋轉(zhuǎn)陽極X射線管500以及對(duì)應(yīng)的探測(cè)器702。在探測(cè)器702與旋轉(zhuǎn)陽極X射線管500之間的是所關(guān)注的對(duì)象704，例如病人。此外，提供被連接到陽極500以及探測(cè)器單元702的控制單元701。探測(cè)器單元702以及旋轉(zhuǎn)陽極X射線管500通過連接部703而被機(jī)械地連接。對(duì)于功能性的螺旋槽軸承表面和X射線管的適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和組合能夠使得密封表面的數(shù)量以及在高轉(zhuǎn)動(dòng)頻率下的密封失效的風(fēng)險(xiǎn)均被最小化。密封表面的布置以及軸承設(shè)計(jì)能夠通過允許使用不同的密封結(jié)構(gòu)而不與軸承的功能以及高機(jī)械公差發(fā)生干涉的方式被更改。在螺旋槽軸承中使用滾動(dòng)盤片結(jié)構(gòu)可以允許對(duì)于軸向軸承的需求的減少。軸向軸承表面仍然必須是平面，但是可以不必如同對(duì)于T形螺旋槽軸承的嚴(yán)格的軸向表面的需求那樣需要平面平行性。表面的平行性的偏差可以通過盤片的滾動(dòng)而被補(bǔ)償。使用滾動(dòng)盤片軸承的結(jié)構(gòu)允許將功能性的軸向軸承表面放置在套筒的封閉的圓筒中而無需徑向密封表面的直接介入的設(shè)計(jì)。用于封閉套筒(鎖定環(huán)206)的密封表面的在軸承端部的最終盤片不再具有任何軸承功能并且不需要具有與軸向軸承表面平行的平面。因此，密封環(huán)能夠與通常具有對(duì)平行性的影響的附加密封結(jié)構(gòu)(諸如密封墊圈或密封邊)相結(jié)合。需要明確指出的是，本發(fā)明的指導(dǎo)覆蓋了的上述的實(shí)施例的任意組合。盡管本發(fā)明已經(jīng)在附圖以及前面的描述中被展示以及詳細(xì)說明，這種展示以及詳細(xì)說明被認(rèn)為是展示性或示例性的并且并非是限制性的，以及其并非為了將本發(fā)明限制到所公開的實(shí)施例中。特定方法被列舉在相互不同的從屬權(quán)利要求中的這一事實(shí)并不表示這些方法的組合不能被有利地使用。在權(quán)利要求中的任意參考標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為對(duì)范圍的限制。
在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，以及不定冠詞“一個(gè)”不排除多個(gè)。參考標(biāo)記一覽101陰極組件103螺旋槽軸承104金屬真空外殼105X射線視窗106電機(jī)組件201陽極盤片 202軸承軸203套筒204滾動(dòng)盤片205間隔環(huán)206鎖定環(huán)(軸向軸承側(cè))207鎖定環(huán)(徑向軸承側(cè))208轉(zhuǎn)子2011徑向軸承表面2012軸向軸承表面405推力盤片406具有潤(rùn)滑劑影響的徑向密封407不具有潤(rùn)滑劑影響的徑向密封408通道409通道500旋轉(zhuǎn)陽極X射線管601徑向密封區(qū)段602徑向密封區(qū)段603密封墊圈604密封墊圈605套筒元件607第一推力盤片608第二推力盤片609圓柱形軸承表面610圓柱形軸承表面611面向滾動(dòng)盤片裝置的區(qū)段612套筒的圓柱形的子區(qū)段613套筒的圓柱形的子區(qū)段614套筒內(nèi)部的幾何階梯部615套筒內(nèi)部的幾何階梯部700檢查儀器
701控制單元702探測(cè)器
703機(jī)械連接
權(quán)利要求
1.ー種旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，包括 具有內(nèi)部軸承構(gòu)件(202)以及外部軸承構(gòu)件(203，605，607，608)的套筒軸承，所述套筒軸承具有適合于承受軸向軸承カ的軸向軸承表面(2012)以及適合于承受徑向軸承カ的徑向軸承表面(2011)； 其中所述外部軸承構(gòu)件(203，605，607，608)包圍所述內(nèi)部軸承構(gòu)件(202)以及包括至少一個(gè)徑向密封區(qū)段(601,602)； 其中，沒有ー個(gè)所述徑向密封區(qū)段(601，602)具有與所述軸向軸承表面(2012)的功能性聯(lián)系。
2.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其特征在于，所述內(nèi)部軸承構(gòu)件(202)包括具有用于承受所述軸向軸承カ的所述軸向軸承表面(2012)的滾動(dòng)盤片裝置(204)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其特征在于，所述外部軸承構(gòu)件(605，607，608)包括套筒元件(605)，所述套筒元件(605)具有圓柱形的內(nèi)部徑向軸承表面(2011)以及面向所述內(nèi)部軸承構(gòu)件(202)的所述滾動(dòng)盤片裝置(204)的區(qū)段(611)。
4.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)陽極X射線管進(jìn)一歩包括 在一端毗鄰所述套筒元件(605)并且用于密封所述套筒軸承的一個(gè)端部的第一鎖定環(huán)(206)； 在另一端毗鄰所述套筒元件(605)并且用于密封所述套筒軸承的另ー個(gè)端部的第二鎖定環(huán)(207)； 其中所述徑向密封區(qū)段(601，602)位于所述第一鎖定環(huán)(206)與所述套筒元件(605)之間以及所述第二鎖定環(huán)(207)與所述套筒元件(605)之間。
5.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其特征在于，所述至少ー個(gè)所述徑向密封區(qū)段(601，602)中的徑向密封區(qū)段(601)包括密封墊圈(604)或者密封邊。
6.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)陽極X射線管進(jìn)一歩包括 第一推力盤片(607)以及第二推力盤片(608)； 其中所述第一和第二推力盤片(607，608)提供用于所述軸向軸承表面(2012)，以及被布置在所述套筒元件(605)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其特征在于，所述套筒元件(605)的面向所述內(nèi)部軸承構(gòu)件(202)的所述滾動(dòng)盤片裝置(204)的區(qū)段(611)具有第一圓柱形的子區(qū)段(612)以及第二圓柱形的子區(qū)段(613)，所述第一圓柱形的子區(qū)段(612)具有適合于接收所述第一推力盤片(607)的第一直徑，所述第二圓柱形的子區(qū)段(613)具有適合于接收所述第二推力盤片(608)的第二直徑； 其中所述第一直徑大于所述第二直徑，所述第二直徑大于所述圓柱形的內(nèi)部徑向軸承表面(2011)的第三直徑。
8.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其特征在于，所述滾動(dòng)盤片裝置(204)以及所述徑向軸承表面(2011)具有相同的直徑。
9.ー種用于檢查所關(guān)注的對(duì)象(704)的檢查儀器(700)，其特征在于，所述檢查儀器(700)包括如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管。
10.如權(quán)利要求9所述的檢查儀器(700)，其特征在于，所述檢查儀器(700)適合于作為醫(yī)療成像儀器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，該旋轉(zhuǎn)陽極X射線管包括具有軸向軸承區(qū)段以及徑向軸承區(qū)段的套筒軸承。此外，徑向密封區(qū)段(601，602)被配置在外部軸承構(gòu)件(605，607，608)中，該外部軸承構(gòu)件不具有與軸向軸承區(qū)段的軸向軸承表面(2012)的功能性聯(lián)系。因此，附加密封結(jié)構(gòu)(諸如密封墊圈或密封邊)能夠被使用，盡管這可以導(dǎo)致表面平行度的退化。
文檔編號(hào)H01J35/10GK102834895SQ201180018538
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者M·呂布克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司