專利名稱：用于x射線管的旋轉陽極的支承系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于X射線管的旋轉陽極的支承系統(tǒng)，以及涉及一種X射線管和一種成像系統(tǒng)，所述X射線管和成像系統(tǒng)都包括這種支承系統(tǒng)。
背景技術：
具有旋轉陽極的X射線管需要復雜的支承系統(tǒng)，原因是陽極盤以高旋轉速度轉動。在高級X射線管中，這個支承系統(tǒng)是流體金屬潤滑系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括將旋轉陽極支承在軸上的徑向和軸向支承。US6, 064，719公開了這種旋轉陽極X射線管。所公開的支承系統(tǒng)包括軸向支承部分以及徑向支承部分，其中這些支承部分以下述方式連接軸向及徑向支承部分的對稱軸 線能夠在兩個支承元件的旋轉期間環(huán)繞著旋轉軸線執(zhí)行搖擺運動。軸向支承部分通過環(huán)繞著陽極軸的環(huán)形盤而形成。該盤設置有孔，該孔平行于盤表面延伸并且有銷插入該孔中，所述銷被導引穿過軸中的另一個孔。銷的中心區(qū)域是圓形(該中心區(qū)域以微小間隙定位在軸的孔中)，這是復雜的，使得該銷在所述區(qū)域具有有限的曲率半徑。這樣，以剛性方式連接到銷的盤能夠在任意期望方向以小角度相對于陽極軸傾斜偏出垂直位置。這種可移動性對磨損具有積極的效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種用于X射線管的旋轉陽極的替換性支承系統(tǒng)。該目的是通過根據(jù)獨立權利要求的支承系統(tǒng)來完成的。有利的進一步改進是從屬權利要求的主題。根據(jù)實施例，提供一種用于支承X射線管的旋轉陽極的支承系統(tǒng)。該支承系統(tǒng)包括用于支承旋轉陽極的軸。優(yōu)選地，該軸是中空的，用于在其內部沿著縱向方向引導冷卻流體。此外，環(huán)繞著軸設置了兩個斜盤環(huán)。優(yōu)選地，這兩個斜盤環(huán)直接地環(huán)繞著軸，即在軸和斜盤環(huán)之間除了潤滑流體之外沒有設置其它部件。在這兩個斜盤環(huán)之間設置有環(huán)繞著軸的平衡環(huán)，其中平衡環(huán)與所述軸可鉸接連接，使得平衡環(huán)可以相對于軸的縱向軸線傾斜。這個實施例的優(yōu)點是不需要通孔來使平衡部件與軸連接。這保持了軸的穩(wěn)定性并且有機會使軸的內部保持中空，例如用它作為導引冷卻流體的冷卻通道。根據(jù)另一個實施例，平衡環(huán)包括兩個環(huán)區(qū)段。這提供了良好可維護性的優(yōu)點，原因是平衡環(huán)能夠容易地從軸上除去并且更換為新的平衡環(huán)。本發(fā)明還提供一種包括根據(jù)上述實施例中一個的支承系統(tǒng)的X射線管以及成像系統(tǒng)。本發(fā)明的要點在于提供一種用于支承X射線管旋轉陽極的軸的軸向支承，該軸向支承的中心部件是兩個基本上半圓形的平衡部件，所述平衡部件被保持在兩個盤形斜盤環(huán)之間，其中，平衡部件包括形狀鎖定部(例如凸出部)，其形成了相對于軸的平衡接頭。


圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的支承系統(tǒng)的三維分解視圖；圖2顯示了圖I中支承系統(tǒng)的一些部件的三維視圖；圖3是圖I中支承系統(tǒng)的大多數(shù)部件的橫截面視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的支承系統(tǒng)的完全裝配視圖；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的旋轉陽極和支承系統(tǒng)的三維橫截面視圖；以及圖6示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的醫(yī)學成像系統(tǒng)。
具體實施例方式圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的支承系統(tǒng)I的三維分解視圖。陽極軸2支承旋轉陽 極，該陽極優(yōu)選為陽極盤的形式并且在圖5中進行描述。軸2具有圓柱形狀，沿著其縱向長度具有不同外徑的區(qū)段，其中軸2的中心部分具有最大外徑?？拷行牟糠郑S2設置有支承部分，該支承部分設置有兩個盲孔3。所述兩個盲孔3沿直徑設置，并且優(yōu)選地是具有基本恒定直徑以及從軸2的外部向著中心延伸穿過軸2基本一半壁厚的孔。此外，支承系統(tǒng)I包括由兩個環(huán)區(qū)段5形成的平衡環(huán)4，每個環(huán)區(qū)段都基本上是半圓形狀，其中每個環(huán)區(qū)段5的圓形縱向長度實際上要大于恰好半圓形狀所形成的長度。平衡環(huán)4的內徑稍稍大于軸2的支承部分的外徑。這些環(huán)區(qū)段5中的每個都包括凸出部6，該凸出部6從環(huán)區(qū)段5的內表面(面向軸2)延伸并且與軸2中設置的盲孔3的尺寸和形狀相對應。在平衡環(huán)4的兩側沿著軸2的縱向方向上，設置有盤狀斜盤環(huán)7。包括平衡環(huán)4和斜盤環(huán)7的組件被兩個外部環(huán)8和間隔環(huán)9所圍住。更詳細地，這些外部環(huán)8中的每個都是具有中心孔的基本盤形，所述中心孔的直徑與軸2支承部分的外徑相對應。外部環(huán)8的外徑基本上對應于間隔環(huán)9的外徑。間隔環(huán)9也是具有中心孔的盤形，所述中心孔的直徑稍稍大于斜盤環(huán)7的外徑。當組裝如圖I中所示支承系統(tǒng)I時，包括平衡環(huán)4和兩個斜盤環(huán)7的組件被設置在兩個外部環(huán)8之間，以及間隔環(huán)9也設置在外部環(huán)8之間并且環(huán)繞著兩個斜盤環(huán)7和平衡環(huán)4。圖I中所示的全部部件優(yōu)選地由鑰形成，以及還可由鎢形成。所描述的支承系統(tǒng)I形成了軸向液力支承系統(tǒng)，液體潤滑劑(例如液體金屬、鎵合金、galinstan (鎵銦錫合金)、潤滑油或者水被至少設置在所述軸承部件之間。在斜盤環(huán)7與外部環(huán)8之間形成有軸向支承表面。圖2更詳細地顯示了支承系統(tǒng)I的平衡環(huán)4和斜盤環(huán)7。如上面已經提到，平衡環(huán)4包括兩個環(huán)區(qū)段5，每個區(qū)段都具有圓周方向上的縱向長度，使得環(huán)區(qū)段5的端部部分彼此重疊。為了實現(xiàn)各個端部部分的這種重疊，環(huán)區(qū)段5的橫截面的一半(當用垂直于軸2縱向方向的平面分開環(huán)區(qū)段時的對半)設置有在環(huán)區(qū)段5圓周方向上延伸的槽10以及端部部分的橫截面的另一半設置有齒11，該齒11同樣在環(huán)區(qū)段5的圓周方向上延伸并且其形狀與所述槽10的形狀相對應。環(huán)區(qū)段5由此一模一樣地形成，當它們彼此相對設置時，一個環(huán)區(qū)段5的齒11與另一個環(huán)區(qū)段5的槽10相對，使得它們彼此嚙合。然而，還可以將環(huán)區(qū)段5設計成并非一模一樣的，而不會脫離本發(fā)明的范圍。相對于圓周縱向方向，在這個縱向方向的中部，每個環(huán)區(qū)段5的內表面都設置有圓柱凸出部6或者螺栓，所述凸出部或者螺栓從環(huán)區(qū)段5的內表面凸出某一距離，其中凸出長度基本上對應于軸2中形成的盲孔3的深度。凸出部6相對于安裝到軸2上的平衡環(huán)4而言沿直徑設置。凸出部6的圓周形狀的中心對稱線彼此重合并且形成平衡軸線，平衡環(huán)4環(huán)繞著該平衡軸線可相對于軸2的縱向軸線傾斜。更詳細地，環(huán)區(qū)段5的重疊端部部分被構造如下。槽10由第一壁所限定，該第一壁位于垂直于軸2縱向軸線的平面內并且將環(huán)區(qū)段5的橫截面分成兩個對半。在相對側上，槽10由平行于第一壁的第二壁所限定，該第二壁相距環(huán)區(qū)段5邊緣一半的距離。此外，槽10由位于垂直于平衡軸線的平面內的基壁所限定。這三個壁形成槽10的僅有邊界壁。包含齒11的一半橫截面的剩余橫截面限定了凸出部，該凸出部相距環(huán)區(qū)段5的相應端部突出一段距離并且終止于前側面，該前側面也位于垂直于平衡軸線的平面上。齒11被相應地形成為階梯形齒，其中階梯形的面向槽10 (假定是嚙合)的側面同樣位于垂直于平衡軸線的平面內。此外，每個環(huán)區(qū)段5的每個端部分都設置有導引凸出部12。這些導引凸出部12從環(huán)區(qū)段5的側表面(環(huán)區(qū)段5面向相鄰斜盤環(huán)7的表面)突出。更詳細地，導引凸出部12從各個環(huán)區(qū)段5的側面在與相應的另外環(huán)區(qū)段5的重疊端部分相反的方向上突出。凸出部12的一個面對應于環(huán)區(qū)段5的徑向外表面，凸出部12的另一個面對應于環(huán)區(qū)段5的徑向內表面，以及在凸出部12的凸出方向上延伸的兩個剩余表面處于垂直于平衡軸線的平面內。凸 出部12面向相鄰斜盤環(huán)7的表面是凹形的，即在凸出部12的中心凸出長度最小，使得凸出部12沿著平衡環(huán)4徑向方向的橫截面是大體U形的。當本說明書中使用術語“徑向”時，該方向指的是位于垂直于軸2的縱向軸線的平面內，該方向穿過軸橫截面的中心或者穿過其它部件的圓形形狀中心。兩個斜盤環(huán)7是盤形的，其外徑稍稍大于(l_2mm)平衡環(huán)4的外徑以及內徑稍稍大于軸2的支承部分的外徑。斜盤環(huán)7具有基本方形橫截面。在面向平衡環(huán)4的側面上，每個斜盤環(huán)7設置有兩個凹部或者切口 13。切口 13沿直徑形成在斜盤環(huán)7中，其中切口 13面向平衡環(huán)4的側面是凸面的并且對應于凸出部12的形狀，即切口 13的中心具有最小深度。同時，還能夠將凸出部12面向相對切口 13的表面形成為平坦表面，以及將切口 13的相對表面形成為凸形表面。類似地，還能夠使凸出部12面向相對切口 13的表面形成為凸形表面以及將切口 13的相對表面形成為凹入表面。凸出部12連同對應切口 13具有兩個功能。一方面，它們在斜盤環(huán)7與環(huán)區(qū)段5或者平衡環(huán)4之間形成了導引界面。這意味著凸出部12和切口 13被形成使得環(huán)區(qū)段5和斜盤環(huán)7能夠在垂直于平衡軸線的徑向方向上彼此滑動。這是通過凸出部12中的所述與平衡軸線垂直的表面而實現(xiàn)的。另一方面，凸出部12連同對應切口 13形成了環(huán)區(qū)段5與軸2的固定。這是通過凸出部12和切口 13阻擋了環(huán)區(qū)段5和斜盤環(huán)7在沿著平衡軸線或者圓柱形凸出部6的對稱直線的徑向方向上的相對運動而實現(xiàn)的。由此，通過將環(huán)區(qū)段5徑向地連接到軸2上使得凸出部6被徑向地插入到盲孔3中以及通過將凸出部12插入到切口 13中，環(huán)區(qū)段5被固定到軸2。在這種狀態(tài)下，凸出部12與切口 13的貼靠表面阻擋了環(huán)區(qū)段5在沿著平衡軸線的徑向上的移除。圖3是圖I中所示的支承部件的橫截面視圖，除去了間隔環(huán)9。橫截面視圖被顯示成沿著包括平衡軸線以及軸2的縱向軸線的平面。從圖3中，能夠得出凸出部6的形狀與盲孔3的形狀如何彼此對應。當組裝根據(jù)該實施例的支承系統(tǒng)I時，第一外部環(huán)8從軸2的外部端部滑入到軸2的支承部上，直到外部環(huán)8貼靠著脊部，該脊部形成了從支承部分到軸2中心部分的過渡部。軸2的內部是中空的，目的是形成潤滑劑通道14，該通道適合于導引冷卻流體，優(yōu)選是液體作為如上所述潤滑劑。圖4是圖2的頂視圖，顯示了圖I的全部部件，所述部件處于它們的組裝狀態(tài)。在使用時，軸2、環(huán)區(qū)段5以及斜盤環(huán)7是不旋轉的，然而外部環(huán)8和間隔環(huán)9與陽極盤24(參見圖5)共同旋轉。在軸2的外徑與平衡環(huán)4/斜盤環(huán)7的內徑之間存在小間隙，從而允許相對于軸2的少量傾斜運動。該傾斜運動還通過斜盤環(huán)7外徑與間隔環(huán)9內徑之間的間隙所允許。在斜盤環(huán)7與相應相對的外部環(huán)8之間存在小間隙，以允許平衡環(huán)4與斜盤環(huán)7環(huán)繞著平衡軸線以及相對于軸2 (即軸2的縱向軸線)的少量傾斜運動。此外，在斜盤環(huán)7的側表面以及平衡環(huán)4的相對表面之間存在小間隙，使得平衡環(huán)4僅僅經由切口 13的底部表面以及凸出部12的相對表面而與斜盤環(huán)7相接觸。如上所述，由凸出部12和切口 13形成的界面允許在垂直于平衡軸線的徑向方向上的滑動運動，使得平衡環(huán)4相對于軸2的縱向方向的傾斜會引起斜盤環(huán)7的傾斜。由于凸出部12與切口 13的相對接觸表面是凸面/凹面，如上所述，因此允許平衡環(huán)4與斜盤環(huán)7之間的少量旋轉相對運動，即環(huán)繞著垂直于平衡軸線的徑向軸線的旋轉相對運動。這些部件之間的少量相對運動的作用在于能夠實現(xiàn)更好的支承能力。陽極盤24 以高回轉速度轉動。由于特定的措施、例如現(xiàn)有技術中已知的螺旋槽，潤滑流體被供給到必須潤滑的部件。當關閉旋轉陽極時，軸2的回轉速度降低直到低于某一回轉速度(所謂的“著陸回轉速度”)以及潤滑膜破裂，導致支承的旋轉部件幾乎突然地或者非常快速地停止。為了盡可能地避免潤滑膜的破裂，彼此相對滑動的表面必須彼此盡可能平滑地接觸。為了補償制造公差，這通過支承系統(tǒng)的部件的上述相對運動而實現(xiàn)。圖5顯示了支承系統(tǒng)I如何與陽極盤24相連接的三維橫截面視圖。如上所述，軸2由鑰或鎢制成，特別是支承被連接的區(qū)域內(即軸2的支承和中心部分)。然而，軸2中需要將軸2安裝到X射線管內(例如通過將軸焊接到X射線管的外殼內)的部分25由焊接到軸2的鋼制部件或者鋼片所形成。軸2的中心部分由徑向支承部件26所環(huán)繞，該徑向支承部件26與軸2的中心部分形成徑向支承，即中心部分的外表面與徑向支承部件26的內表面形成了徑向支承表面。外部環(huán)8、間隔環(huán)9、以及徑向支承部件26通過螺釘或者螺栓27而固定地彼此連接。此外，后面提到的部件與陽極盤24以及用于驅動陽極盤24的電力馬達的轉子28固定地連接。陽極盤24能夠被設置在軸向支承系統(tǒng)I的左側或右側上。如已經提到的，在使用時，軸2連同環(huán)區(qū)段5與斜盤環(huán)7是不旋轉的，然而外部環(huán)8、間隔環(huán)9、徑向支承部件26、轉子28和陽極盤24環(huán)繞著軸2旋轉。圖6示意性地顯示了醫(yī)療成像系統(tǒng)15，用于產生合成醫(yī)療視圖/圖像，上面所述的支承系統(tǒng)I能夠被用于該系統(tǒng)15中。醫(yī)療成像系統(tǒng)15包括圖像采集裝置16、數(shù)據(jù)處理單元17以及顯示裝置18。例如，醫(yī)療成像系統(tǒng)是X射線成像系統(tǒng)，包括X射線管19。設置工作臺20來接收被檢查的病人21。此外，X射線成像探測模塊22被定位成與X射線管19相對。后者將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理單元17，該處理單元17連接到探測模塊22與X射線管19。數(shù)據(jù)處理單元17被定位在工作臺20附近。此外，顯示器18被設置在工作臺20附近，用于將信息顯示給操作X射線成像系統(tǒng)的人員。同時，接口單元23被設置成由使用者輸入信息或者指令?；旧希上裉綔y模塊22通過使目標暴露于X射線輻射而產生圖像數(shù)據(jù)，其中所述圖像在數(shù)據(jù)處理單元17中被進一步處理。可以認識的是，所示示例是所謂的CT型X射線圖像采集裝置。本發(fā)明還涉及其它類型的X射線圖像采集裝置，例如CV型X射線圖像采集裝置。在上述實施例中，環(huán)區(qū)段5的凸出部6被插入到軸2的盲孔3中，然而，還可以將軸2設置成具有凸出部以及環(huán)區(qū)段5設置有對應的孔或者凹部。同時，還能夠將軸2和環(huán)區(qū)段5設置成具有凹部以及提供另外的螺栓將軸的凹部與環(huán)區(qū)段的對應凹部相連接。類似地，還能夠使凸出部12與切口 13相對換，使得斜盤環(huán)7設置有凸出部，該凸出部配合到環(huán)區(qū)段5的切口中。明確地認識到，本發(fā)明的教示覆蓋了上面所述實施例的任意組合。盡管本發(fā)明已經在附圖和前面描述中進行了詳細說明和介紹，但是這種說明和介 紹被認為是說明性的或者示例性的并且并非限制性的以及沒有將本發(fā)明限制為所公開的實施例?；ハ嗖煌膹膶贆嗬蠡驅嵤├幸玫哪承┐胧┎]有表示這些措施的組合不能有利地使用。權利要求中的任何附圖標記都不應被認為是本發(fā)明范圍的限定。
權利要求
1.一種用于X射線管(19)的旋轉陽極(24)的支承系統(tǒng)(1)，所述支承系統(tǒng)(I)包括 用于支承所述旋轉陽極(24)的軸(2)； 環(huán)繞所述軸(2)的兩個斜盤環(huán)(7)； 環(huán)繞所述軸(2)并且被設置在所述兩個斜盤環(huán)(7)之間的平衡環(huán)(4);其中，所述平衡環(huán)(4)與所述軸(2)可鉸接地連接，使得所述平衡環(huán)(4)相對于所述軸(2)的縱向軸線可傾斜。
2.如權利要求I所述的支承系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述平衡環(huán)(4)包括兩個環(huán)區(qū)段(5)。
3.如權利要求2所述的支承系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述環(huán)區(qū)段(5)在被安裝到所述軸(2)上時在它們的端部重疊。
4.如權利要求I所述的支承系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述軸(2)與所述平衡環(huán)(4)之間的可鉸接連接通過給所述平衡環(huán)(4)設置兩個凸出部(6)以及給所述軸(2)設置兩個對應盲孔(3)而實現(xiàn)。
5.如權利要求I所述的支承系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述軸(2)是中空的，以導引冷卻流體。
6.如權利要求I所述的支承系統(tǒng)(1)，其特征在于，在所述平衡環(huán)(4)與所述兩個斜盤環(huán)(7)中的每個之間都設置有形狀鎖定部(12，13)，所述形狀鎖定部(12，13)允許所述平衡環(huán)(4)與每個斜盤環(huán)(7)之間在所述平衡環(huán)(4)的徑向方向上的可活動相對運動。
7.如權利要求6所述的支承系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述形狀鎖定部(12，13)阻止在與所允許的活動運動方向相垂直的徑向方向上的相對運動。
8.如權利要求3所述的支承系統(tǒng)(1)，其特征在于，每個環(huán)區(qū)段(5)在其每個端部在其橫截面一半設置有齒(11)以及在其橫截面另一半設置有槽(10)，所述槽和所述齒在圓周方向上突出，其中當兩個環(huán)區(qū)段(5)被安裝到所述軸(2)上時，一個環(huán)區(qū)段(5)的所述齒(11)與另一個環(huán)區(qū)段(5)的所述槽(10)相嚙合。
9.如權利要求I所述的支承系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述支承系統(tǒng)(I)是液力支承系統(tǒng)。
10.一種X射線管(19)，具有如權利要求I所述的支承系統(tǒng)(I )。
11.一種成像系統(tǒng)(15)，具有如權利要求I所述的支承系統(tǒng)(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于X射線管(23)的旋轉陽極(24)的支承系統(tǒng)(1)。所述支承系統(tǒng)包括用于支承旋轉陽極(24)的軸(2)，所述軸被兩個斜盤環(huán)(7)環(huán)繞。此外，提供了平衡環(huán)(4)，其環(huán)繞著軸(2)并且設置在兩個斜盤環(huán)(7)之間。所述平衡環(huán)(4)與軸(2)可鉸接地相連接，使得平衡環(huán)(4)可以相對于軸(2)的縱向軸線傾斜。本發(fā)明還涉及具有這種支承系統(tǒng)(1)的X射線管(19)以及成像系統(tǒng)(15)。
文檔編號H01J35/10GK102822543SQ201180017048
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權日2010年3月31日
發(fā)明者V·翁肯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司