具有线性的主延伸方向的阳极的制作方法

具有线性的主延伸方向的阳极的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有线性的主延伸方向的、用于X射线装置的阳极（10），该阳极具有阳极体（20）和焦轨层（30），该焦轨层在阳极体（20）的焦轨层贴附区段（22）上和阳极体（20）材料配合地连接，其特征在于，在阳极体（20）的内部设置了至少一个冷却通道（40）用以冷却阳极体（20）和焦轨层（30），并且至少焦轨层贴附区段（22）由具有至少一种基质的材料构成，该基质由具有高熔点的金属构成，焦轨层贴附区段（22）延伸至冷却通道（40）。
【专利说明】具有线性的主延伸方向的阳极
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有线性的主延伸方向的、用于X射线装置的阳极以及用于制造具有线性的主延伸方向的、用于X射线装置的阳极的方法。
【背景技术】
[0002]原则上已知多种用于X射线装置的阳极。这些阳极用于和阴极相互作用通过电子轰击而放射X射线。对此，已知的阳极和阴极相互作用例如用于计算机X光断层摄影或行李X射线设备。这种X射线装置的已知的阳极通常设计成具有焦斑的固定阳极或具有焦轨的旋转阳极。固定阳极用作固定的部件，以电子束轰击该部件，然后该部件发射出所希望的X射线。在旋转阳极上设置了焦轨层，该焦轨层能够旋转地设置在圆盘上。通过圆盘的旋转，始终仅有一部分焦轨层受到电子束的轰击，因此，焦轨层的其余部分可以受到冷却。
[0003]已知的、用于X射线装置的阳极的不利之处在于，当需要在高能量的情况下得到高的分辨率时，该阳极必须具有相对复杂的结构。那么就需要固定阳极或者旋转阳极，其中这种旋转阳极除了旋转以外还需要能够在一定的区域中机械运动。特别是在计算机X光断层摄影时需要以立体形状记录X射线图像，所以不仅旋转阳极本身要旋转运动，而且此外整个X射线装置也必须能够运动。对此所必需的、需要用于相对运动的机械部件不仅在运转时噪声很大，而且还容易发生故障。
[0004]已经设有作为X射线装置的阳极，对这些阳极使用所谓的线性延伸部。这样能够减少机械运动的部件。然而在具有线性延伸部的情况下，已知的阳极还具有不利之处，这种阳极获得非常短的焦轨或者说仅获得短的焦轨区段。另外，在获得较长焦轨时会使焦轨层到阳极的连接发生弯曲或断裂的风险。特别是在计算机X光断层摄影以及行李扫描中所预期的操作温度高达3000°时弯曲或断裂的风险很大。因此在这种情况下，虽然能够实现较小的机械复杂性，但是需要大量的、短的焦轨区段。除了增加焦轨的多个单个区段的生产复杂性以外，以这种方式还会产生单个焦轨区段发生重叠的问题，原则上这些焦轨区段与焦轨光斑的任意定位相冲突。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于，至少部分地消除已知阳极的上述缺点。本发明的目的特别是提供一种具有线性的主延伸方向的、用于X射线装置的阳极以及这种阳极的制造方法，借助该阳极能够在具有高的机械稳定性的同时实现长焦轨。特别是能够以低成本且简单的方式来实现该目的。
[0006]通过具有线性的主延伸方向的、独立权利要求1的特征的阳极以及通过具有独立权利要求15的特征的阳极制造方法从而实现了上述目的。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图给出。这里，关于根据本发明的阳极所描述的特征和细节也适用于关于根据本发明的方法，反之亦然，因此对单个发明思想的公开内容始终能够相互联系。
[0007]根据本发明的、具有线性的主延伸方向的、用于X射线装置的阳极具有阳极体和焦轨层，该焦轨层在阳极体的焦轨层贴附区段上和阳极体材料配合地相连。根据本发明，也可以将这种阳极称为具有线性的主延伸方向的X射线阳极。根据本发明的阳极的特征在于，在阳极体的内部设置了至少一个冷却通道用以冷却阳极体和焦轨层并且至少使焦轨层贴附区段由具有至少一个基质的材料构成，该基质由具有高熔点的金属构成。此外，在根据本发明的阳极中还设有，焦轨层贴附区段延伸至冷却通道。
[0008]在根据本发明的阳极中，线性的主延伸方向可以理解为沿着直线或曲线运行的延伸方向。换句话说就是阳极能够例如大体上形成为条状，其中，该条块具有方形的外形。这样的长方体，即至少在其走向的一部分上具有曲率的长方体在本发明的范畴中也是具有线性的主延伸方向的阳极。阳极对此特别是静止阳极，该阳极设计成不能够旋转但是可能能够移动的。该静止阳极明确地不同于已知的旋转阳极。该静止阳极也不同于具有焦斑的纯静止阳极，因为在该阳极上设有焦轨层，该焦轨层提供大量的焦点。这种阳极例如能够和大量的阴极一起使用，例如可以由所谓的碳纳米管(CNT)提供这些阴极。特别是在小范围中提供了阳极的、这种能够移动的设计，因此可以通过这种移动性产生阳极的、小的调整位移或角度变化。
[0009]在根据本发明的阳极中以各种方式实现了材料结合。原则上能够直接和焦轨层贴附区段材料配合地设置焦轨层。这例如可以通过熔化和熔合焦轨层来实现。当然也能够使一个或多个层实现所希望的材料结合。例如焊接连接提供了一个或多个这样的层作为材料连接。如果有多于一层用于材料连接，那么使每一层和相邻的层以及和焦轨层和/或焦轨层贴附区段相互保持材料配合的连接是重要的。因此在这种情况下产生材料级联连接。
[0010]在根据本发明的阳极中焦轨层特别是能够设计成单一的焦轨层。对此，根据本发明优选以未经分割的方式形成焦轨层，从而能够制造大体上任意长的焦轨层。和在已知的、具有线性的主延伸方向的阳极中所出现的问题不同，在这里原则上对焦轨层的长度没有限制。这是通过使用由具有高熔点的金属构成的基质作为焦轨层贴附区段的材料而实现的。这样使得焦轨层贴附区段的高熔点伴随有焦轨层本身的高熔点。因为材料的高熔点也伴随有低的热膨胀，即有低的热膨胀系数，所以通过根据本发明的设计，焦轨层贴附区段的热膨胀系数和焦轨层的热膨胀系数近似。换句话说，这两个热膨胀系数仅有微小的差别，特别是以百分比计算时。
[0011]在这里使用根据本发明形成的阳极时，焦轨层通过电子轰击而受到加热。这种加热效果使得通过向下散热而位于焦轨层下面的焦轨层贴附区段也受到加热。随着这种加热效果实现了焦轨层以及焦轨层贴附区段的热膨胀。然而依据根据本发明的设计，各个热膨胀彼此近似并且相差不多。
[0012]通过使具有至少一种由具有高熔点的金属的材料用于焦轨层贴附区段提供了一种阳极，该阳极的、焦轨层和焦轨层贴附区段之间的热膨胀差异仅非常小。由于这种小的热膨胀差异也降低了随之产生的结合应力。因为这样的结合应力可以看作是阳极弯曲和焦轨层与焦轨层贴附区段之间的连接区域断裂的原因之一，所以通过本发明降低了这种风险并将其降至最低。由于降低了断裂和弯曲的风险能够在根据本发明的阳极中实现焦轨层明显较长的延伸长度。相比于已知的阳极，在根据本发明的阳极中还能够实现一米长甚至几米长的单个焦轨层。
[0013]在根据本发明的阳极中，焦轨层的材料和焦轨层贴附区段的材料之间的热膨胀差异小于5X 10_61/K，特别是小于2X 10_61/K。这种特别小的热膨胀差异使得通过焦轨层和焦轨层贴附区段之间的材料配合连接而产生的结合应力特别小。
[0014]焦轨的材料例如可以至少主要包括钥和钨。该材料特别是钨合金。例如可以理解为具有超过50重量百分比的钨的合金。这种合金的另一个成分例如可以是铼。
[0015]在本发明中可以将术语“具有高熔点的金属”理解为一种熔点高于2000°C的金属。用于焦轨层和焦轨层贴附区段(特别是该体积区段的至少一个基质)的材料优选是重结晶材料。
[0016]在本发明中，冷却通道是简单的钻孔或者也可以是复杂的结构。这样例如能够由单独的壁限定冷却通道，该壁紧靠在阳极体上。也可能由其它的材料(例如可能是铜或钢)制成形成壁的这种管。当然由和阳极体、特别是焦轨层贴附区段的材料相同的材料制成这种管也是可以的。这些壁和阳极体和/或焦轨层贴附区段一体式成型时是有利的。
[0017]还可以继续扩展根据本发明的阳极，使阳极体形成为整体。整体的构造是指由单一的坯料进行制造。对此，可以实现特别紧凑的制造以及特别是在冷却通道方面实现特别密封的制造。此外，不需要进行阳极体的单个部件的额外连接步骤。这表示焦轨层贴附区段是阳极体的整体性组成部分。对此，尽管设计形式的整体性，但是相比于阳极体的其它部分，焦轨层贴附区段具有不同的材料设置。
[0018]在由多个部分构成的阳极体中，具有焦轨层贴附区段以及含有冷却通道的部分是一个整体部分。除了在单个生产步骤和可能产生的切削加工方面具有非常低的生产复杂性以外，可以以这种方式制造产生特别低的结合应力的复合结构。通过整体式构造还可以省去对所需单个部件之间可能出现的连接形式的品质检验。
[0019]在根据本发明的阳极中由相同的材料构成焦轨层贴附区段和焦轨层是有利的。对焦轨层贴附区段和焦轨层使用相同材料的优势在于，使两种材料的热膨胀系数没有或基本没有差异。因此这两个彼此邻接并且材料配合地连接在一起的部件在热膨胀方面没有差异。因此这两个部件之间可能出现的结合应力仅是由于可能的温度差异，然而，这种温度差异所产生的结合应力远远小于在由于不同材料而具有不同的热膨胀系数条件下所产生的结合应力。此外，温度在不同部件上大体上连续地分布。以这种方式避免了单个部件之间的温度拐点和膨胀的跳跃点。这种实施方式能够称为一种特别有利、特别理想的状态。
[0020]另一个优势是在根据本发明的阳极中阳极体大体上由单一的材料、即焦轨层贴附区段的材料构成。换句话说，这里在本实施方式中要求阳极体的整体式实施方式以及阳极体的材料一致性的实施方式。这进一步简化了制造工艺，因为整个阳极体能够由单一的坯料制成。可以以结构性的方式和/或以铣削和/或钻孔这样的切削加工的方式制造根据本发明的阳极、特别是阳极体。除了制造方面以外，在操作过程中也获得了优势。因为材料一致性地形成了阳极体，因此在该阳极体的材料中不会有结合应力。特别是在这里需要指出，尽管由单一的材料构成，但是还是能够由多个部分组成。和整体式的实施方式不同(在单一材料的情况下也能够实现整体式的实施方式)，阳极体的大量单个部件也能够由单一材料制成，然后将这些部件材料配合地连接在一起。对此，例如通过焊接或钎焊单个部件从而将单个部件材料配合地连接起来。对此特别是另一些连接件、例如接头或连接管筒优选不能整体式地形成，但是它们是阳极体的一部分。它们也能够由和焦轨层贴附区段相同的材料构成。[0021]在根据本发明的阳极中，焦轨层和阳极体整体式地形成同样可能是有利的。例如焦轨层和阳极体的所有材料都是由钨构成或者具有钨合金作为基质。这样的实施方式使得焦轨层和阳极体通过整体式的实施方式产生了所希望的材料连接，此外对所有部件优选使用一种相同的材料。这样除了进一步简化了生产以外，还使得单个部件、即焦轨层贴附区段、阳极体的其余部分和焦轨层之间所出现的结合应力实现了理想状态。
[0022]另一个优势在于，在根据本发明的阳极中阳极体至少由两部分构成，其中各个部分沿着焦轨层的主延伸方向延伸并且相互材料配合地连接在一起。在这个变化方案中可以以特别低的成本制造弯曲的阳极，即沿着它的线性的主延伸方向按照曲线定向的阳极。例如可以制造两个半壳，从两个半壳分别相对的接触面进行铣削以制造冷却通道。为了使单个的阳极体部件相互连接在一起，单个部件相互之间实现了对准的可行性。优选通过材料配合的方法进行连接，例如通过焊接或钎焊操作。
[0023]在根据本发明的阳极中由阳极体的至少两个部分构成冷却通道同样是有利的。以这种方式实现了自由的通道的几何形状。根据本实施方式特别是通道在阳极体内部的明确位置以及冷却通道的走向和冷却通道横截面可能的变体能够通过在制造冷却通道的过程中对铣削过程的相应控制而实现。
[0024]另一个优势是在根据本发明的阳极中在阳极体中将冷却通道形成为真空密封的。在这样的实施方式中可以说冷却通道是直接形成的。不需要进一步例如通过单独的套管或管筒进行密封。因此不需要为了制造真空密封性而进行再加工。在本发明中，根据“真空密封”需要引入根据DIN EN13185的测量方法以及A组的测量工艺具有小于或等于lX10_8mbar/s的氦泄漏率的冷却通道。以这种方式可以低成本且直接地形成冷却通道，从而引导冷却液。为了以所希望的方式将冷却剂导入冷却通道中以及再次从冷却通道中排出，当然可以额外地再设置连接途径，例如设置连接管筒。
[0025]在根据本发明的阳极中使阳极体至少在焦轨层贴附区段的区域中具有调整呈锐角的侧面，焦轨层至少部分地设置在该侧面上，那么同样是有利的。对此这种呈锐角的设置在X射线设备中实现了更好的配置。特别是以这种方式能够自由选择X射线装置中的连接，因为由于侧面呈锐角的设置而实现了焦轨层的定位。对此优选这样确定该锐角，即在阳极设置在X射线装置中时X射线以最大强度朝向所希望的方向射出。特别是从焦轨层开始在7至15°的范围中是这种情况。
[0026]进一步的优势在于，在根据本发明的阳极中焦轨层贴附区段由下面所述的材料的其中一种构成:
[0027]-钨，
[0028]-钥，
[0029]-具有大于50重量百分比的钨的钨合金，
[0030]-具有大于50重量百分比的钥的钥合金，
[0031]-具有大于50重量百分比的钨的、基于钨的复合材料，
[0032]-具有大于50重量百分比的钥的、基于钥的复合材料。
[0033]以钨为基或以钥为基而形成的复合材料特别是可以理解为具有其它金属的复合材料。对此所述的其它金属例如可以是具有高的热传导性的金属，例如铜。换句话说，利用钨基质或钥基质或者具有高熔点的、作为基质的其它类型金属中的间隙来填充其它金属。也就是说可以以这种方式形成导热通道，该导热通道实现了从焦轨层到冷却通道的、经改进的散热效果。然而，正如在本发明的引言部分所述，由具有高熔点的金属构成的基质的优点还在于，实现了较小的弯曲度以及降低了在焦轨层贴附区段和焦轨层之间的材料配合连接发生断裂的风险。在复合材料中的间隙大小对此优选在2和IOOym之间，特别是2和50 μ m之间。这样的间隙大小目的是能够通过适当嵌入金属而充分散热，并在考虑到熔点以及热膨胀系数的同时实现所需的耐热性能。
[0034]进一步有利的是，在根据本发明的阳极中，为了制造焦轨层和焦轨层贴附区段之间的材料配合连接而设置最多一层中间层。该中间层材料配合地和焦轨层以及焦轨层贴附区段相连接。材料配合的、所连接的中间层例如是焊料。该焊料可以通过焊接方法建立到焦轨层和到焦轨层贴附区段的材料连接。
[0035]由于具有最多一层的中间层，通过这个中间层可能产生的隔热效果得到降低。这样确保了尽管为材料配合的连接设置了中间层，但是能够使通过电子轰击所产生的热尽可能快而且有效地从焦轨层散去。此外，由于仅需要加入单一的中间层所以降低了根据本发明的阳极的复杂性。因为使用具有高熔点的金属至少作为焦轨层贴附区段的基质，所以相对于在旋转阳极中的高消耗来说这里不再需要一步一步地调整多个中间层的温度。除了复杂性小以外，这里还节省了体积、重量和特别是制造过程中的时间消耗。
[0036]在根据本发明的阳极中至少一个冷却通道壁区段平行或大体上平行于焦轨层同样是有利的。这就是说，冷却通道壁区段至少逐段地沿着阳极的主延伸方向延伸。因此，至少该冷却通道壁区段到焦轨层区段的间距在焦轨层的宽度和长度上基本上保持不变。这样确保了在整个焦轨层上能够基本上恒定地从焦轨层排出热量。这样避免了个别的热点，从而确保焦轨层在使用过程中在整个焦轨层上实现了稳定而基本上连续的老化。
[0037]对此应当指出，冷却通道能够具有各种实施方式。特别是在冷却通道的、自由的液流横断面方面，该冷却通道需要适应冷却液的流体流动的必要性。为此，对于冷却通道来说，圆的、半圆的、方的以及正方的或其它形状的开口截面都是能够考虑的。除了在冷却通道内部所需的流动情况以外，对此优选还要考虑适合所要采用的生产工艺。
[0038]代替完全平行的通道设计，也可以使通道沿着焦轨层的长度以越来越小的间距延伸。因为冷却通道内部的冷却液经过冷却通道的过程中吸收了热量，因此在经过冷却通道的过程中降低了相对于焦轨层的热量差异。为了使焦轨层仍然能够获得大体上恒定的冷却以及大体上恒定的温度，可以通过变化冷却通道和焦轨层之间的间距使焦轨层通过不同强度的散热效果达到大体上恒定的温度。
[0039]另一个优势在于，在本发明中形成了阳极的冷却通道以直接引导冷却液。对此该冷却液优选是液体。因此该通道相应地形成为密封的，特别是液体密封，因此不再需要额外的密封装置。特别是能够以这种方式省去内置套管或内置管筒。复杂性的降低使得在生产过程中以及材料的选择过程中具有成本优势。此外，在本实施方式中避免了在对额外所需的密封装置所额外需要的材料之间可能出现的结合应力。因此冷却通道壁已经是阳极体的组成部分以及焦轨层贴附区段的组成部分。
[0040]在根据本发明的阳极中，焦轨层具有这样的长度则是有利的，即该长度大于焦轨层宽度的两倍。对此特别是长度在20至1500mm之间是有利的。因为尽管具有生产复杂性，但是根据本发明能够制造特别大的阳极，所以特别是焦轨层具有大于一米的长度是有利的。
[0041]因此根据本发明，已经有少量阳极能够实现特别大面积的区域用来监控X射线以及产生X射线图像。在需要以三维图像成型法产生360°环绕的X射线图像的计算机X光断层摄影中，例如四个这种根据本发明的、具有曲率的阳极分别绕90°盖住该计算机X光断层摄影的、环绕的圆周就足够了。由此使在单个阳极之间的接合处上所需的相交处以及重叠处最小化，从而能够使阳极在实现低成本制造的同时实现了较高的分辨率。根据本发明的焦轨层的宽度例如为10至20mm。焦轨层长度优选大于焦轨层宽度的两倍，特别是大于五倍的宽度，优选大于十倍的宽度。如果焦轨层长度是焦轨层宽度的100倍甚至150倍，那么就获得了本发明的主要优点。
[0042]本发明的另一个主体是用于制造具有线性的主延伸方向的、用于X射线装置的阳极的方法，该方法具有下面的步骤:
[0043]?在阳极体中形成冷却通道，
[0044].将焦轨层放置在阳极体的焦轨层贴附区段的侧面上，该焦轨层贴附区段由具有至少一个基质的材料构成，该基质由具有高熔点的金属构成，并且该焦轨层贴附区段延伸至冷却通道，以及
[0045].至少将焦轨层材料配合地连接在焦轨层贴附区段上。
[0046]上述方法特别是适用于制造 根据本发明的阳极。在材料配合的连接之后或者在形成根据本发明的冷却通道之前产生曲率，从而能够借助根据本发明的方法获得具有线性的主延伸方向的阳极，其中该主延伸方向沿着直线或沿着线形曲率变化延伸。然后例如通过材料配合的连接方法接合其它的连接件，或者在材料配合的连接至少焦轨层的过程中共同连接其它的连接件。这些连接件例如是用于冷却液的连接管筒或用于阳极体中的开口的接头。根据本发明的方法制造出根据本发明的阳极，因此通过根据本发明的方法能够实现上述关于根据本发明的阳极的优点。
【专利附图】

【附图说明】
[0047]下面根据附图详细说明本发明。这里所使用的术语“左”、“右”、“上”和“下”是对带有普遍可读性附图标记的附图的定向。其中:
[0048]图1以示意性的截面图示出了根据本发明的阳极的第一实施方式，
[0049]图2a以示意性的截面图示出了根据本发明的阳极的实施方式，
[0050]图2b以示意性的截面图示出了根据本发明的阳极的另一个实施方式，
[0051]图3以示意性的截面图示出了根据本发明的阳极的另一个实施方式，
[0052]图4a示出了根据本发明的、在第一生产步骤中的阳极，
[0053]图4b示出了根据图4a的、根据本发明的、在第二生产步骤中的阳极，
[0054]图4c示出了根据图4a的、根据本发明的、在第三生产步骤中的阳极，
[0055]图4d示出了根据图4a的、根据本发明的、在第四生产步骤中的阳极，
[0056]图5a示出了根据本发明的、在第一生产步骤中的阳极的另一个实施方式，
[0057]图5b示出了根据图5a的、在第二生产步骤中的阳极的实施方式，
[0058]图5c示出了根据图5a的、在第三生产步骤中的阳极的实施方式。
[0059]附图标记说明[0060]10阳极
[0061]20阳极体
[0062]20a阳极体的第一部分
[0063]20b阳极体的第二部分
[0064]22焦轨层贴附区段
[0065]30焦轨层
[0066]40冷却通道
[0067]50中间层
[0068]60接头
【具体实施方式】
[0069]图1以示意性的截面图示出了根据本发明的阳极10的第一实施方式。这里能够容易地看出，在该实施方式中阳极体20具有两个部分20a和20b。对此，阳极体20的第一部分20a具有焦轨层贴附区段22。焦轨层30和该焦轨层贴附区段22材料配合地相连。在焦轨层30和焦轨层贴附区段22之间设有单一的中间层50。该单一的中间层50设计成钎焊层并且与焦轨层30和焦轨层贴附区段22材料配合地相连。
[0070]此外可以从图1中看出，中间层50和焦轨层30凹在阳极体20中，特别是凹在阳极体20的第一部分20a中。因为焦轨层30处于非常高的电压下，所以由于这种凹陷布置避免了在焦轨层30的边缘上的电压放电火花和电弧。
[0071]在图1的实施方式中，在阳极体20的两个部分20a和20b之间形成冷却通道40。后面将根据图2a、2b和2c详细阐述这种构造。此外，该冷却通道40为了连接到外部的冷却剂供应装置上而设有接头60。该接头60是嵌入式套筒，该套筒例如借助材料配合的连接工艺和阳极体20的两个部分20a和20b中的至少一个或两个相连。特别是同样通过焊接工艺实现这种材料配合的连接。当然，接头60也可以以其它的几何形状朝向其它方向凸出，例如从下面伸入到冷却通道40中。在这种情况下特别是可以根据应用情况专门进行定向，从而根据在装入根据本发明的阳极10时所需空间来安置接头60。
[0072]图2a至2c示出了三种不同的、能够将阳极体20装配起来以形成冷却通道40的变化方案。所有这些变化方案的共同点在于，正如图1的实施方式所示，焦轨层30经由单一的中间层50材料配合地和焦轨层贴附区段22相连。阳极体20在所有这三种变化方案中总是由多个部分构成的，特别是由两个部分、即第一部分20a和第二部分20b构成。
[0073]图2a中冷却通道由阳极体20的两个部分20a和20b构成。在本实施方式中冷却通道40具有圆形的液流横断面，因此在阳极体20的各部分20a和20b中分别形成半圆形的自由横断面。在本实施方式中，第一部分20a优选完全由焦轨层贴附区段的材料、特别是钨或钥的合金制成。在冷却通道下方闭合的、阳极体20的第二部分20b也能够由成本较低的材料、例如优质钢或铜制成。
[0074]此外图2b示出了由两个部分构成的、阳极体20的实施方式。然而在这里仅在阳极体20的下面部分20b中形成冷却通道40。这样做的优势在于，仅需要在阳极体20的两个部分20a和20b的其一中进行冷却通道40的切削加工以及其它构造方法。这降低了这种根据本发明的阳极10的加工深度。为了遮盖冷却通道40，将第一部分20a放置到第二部分20b上。如同在图2a的实施方式中，阳极体20的两个部分20a和20b彼此材料配合地、例如通过焊接工艺连接在一起。以这种方式将冷却通道40设计成基本上完全真空密封的形式，因此该冷却通道特别是能够直接、即不需要进一步引入额外的管道作为壁用于输送冷却液。
[0075]图2c示出了根据本发明的阳极10的实施方式，在该实施方式中冷却通道40具有半圆形的横截面。在该实施方式中焦轨层贴附区段22和阳极体20的第一部分20a基本上相同。这里两个部分20a和20b也是材料配合地相互连接在一起，从而实现了冷却通道40的、真空密封的连接。在本实施方式中将至少作为焦轨层贴附区段22的基质的具有高熔点的金属在体积延展方面降至最低。因为例如可以对第二部分20b使用较低成本的材料，因此也降低了整个阳极10相应所需的成本。
[0076]图3示出了根据本发明的阳极10的另一个实施方式。该实施方式和图1所示的实施方式的不同点在于，冷却通道40不仅更狭长地构成，而且相对于焦轨层30该冷却通道更靠近焦轨层30。由于经过接头60到达冷却通道40中的冷却液在流经冷却通道40的过程中到待冷却的焦轨层30的距离逐渐缩小直至最小。因此在冷却通道40的起点有相对较差的散热并且在冷却通道的末端有较佳的散热。因为冷却液在经过冷却通道40的过程中受到加热，所以由于这种构造能够实现焦轨层30的恒定温度或基本上恒定的温度。
[0077]图4a至4d以及5a至5c描述了根据本发明的阳极的两个制造变化方案。在这两种情况下，各个焦轨层30以及中间层50装配在阳极体20的侧面上。为了更清楚起见，这里没有示出中间层50和焦轨层30处于凹陷部中的图示，因此，为了避免所不希望的电弧，焦轨层30的边缘和中间层50的边缘在实际生产中是不可见的。
[0078]图4a至4d示出了具有大体上整体式的实施方式的阳极体20的制造变化方案。阳极体20由一个条状块的高熔点金属制成。在第一步骤中切削加工相应的多个侧面以及通过铣削将至少部分地构成焦轨层贴附区段22的侧面调整成锐角。如图4b所示，在下一个步骤中例如通过采用钻孔工艺形式的切削加工制造冷却通道40。然后能够将焊料形式的中间层50以及将焦轨层30安置在焦轨层贴附区段22上，从而通过材料配合的连接工艺、例如焊接工艺以根据本发明的方式建立材料配合的连接。然后依据使用情况能够额外地产生曲率。因此可以看出阳极体20的弯曲侧面，从而得到经弯曲的、焦轨层30和中间层50的实施方式。因此通过根据本发明的阳极10例如在计算机X光断层摄影或行李扫描管中能够使用X射线装置的整个图像。
[0079]图5a至5c示出了一种采用由多个部分构成的、阳极体20的实施方式来制造阳极10的变化方案。这里能够单独地预制阳极体20的各个部分20a和20b，因此能够例如通过铣削作为切削加工在阳极体20的单个部分20a和20b中形成冷却通道40。然后组装单个部分，从而通过材料配合地连接部分20a和20b制造阳极体20。此外，在本变化方案中能够特别简单地将内管引入冷却通道40中，因为在将两个部分20a和20b连接在一起之前只需放入该内管。图5c示出了最后步骤，在该步骤中如同图4c 一样装上焦轨层30和中间层50并且构成形状配合的连接。
[0080]对单个实施方式的上述说明仅根据实施例阐述了本发明。当然，只要在技术上是有意义的，那么能够将单个实施方式的特征自由地相互结合，而不会背离本发明的范畴。
【权利要求】
1.一种具有线性的主延伸方向的、用于X射线装置的阳极(10)，所述阳极具有阳极体(20)和焦轨层(30)，所述焦轨层在所述阳极体(20)的焦轨层贴附区段(22)上和所述阳极体(20)材料配合地连接，其特征在于，在所述阳极体(20)的内部设置了至少一个冷却通道(40)以冷却所述阳极体(20)和所述焦轨层(30)，并且至少所述焦轨层贴附区段(22)由具有至少一种基质的材料构成，所述基质由具有高熔点的金属构成，所述焦轨层贴附区段(22)延伸至所述冷却通道(40)。
2.根据权利要求1所述的阳极(10)，其特征在于，所述阳极体(20)是整体式形成的。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，所述焦轨层(30)和所述焦轨层贴附区段(22)由同种材料构成。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，所述阳极体(20)基本上由单一的材料、即所述焦轨层贴附区段(22)的材料构成。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，所述焦轨层(30)和所述阳极体(20)是整体式形成的。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，所述阳极体(20)至少由两个部分构成，其中单个部分(20a、20b)沿着所述焦轨层(30)的主延伸方向延伸并且相互材料配合地连接在一起。
7.根据权利要求6所述的阳极(10)，其特征在于，由所述阳极体(20)的至少两个部分(20a、20b)形成冷却通道(40)。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，在所述阳极体(20)中真空密封地形成所述冷却通道(`40 )。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，所述阳极体(20)至少在所述焦轨层贴附区段(22)的区域中具有调整呈锐角的侧面，所述焦轨层(30)至少部分地设置在所述侧面上。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，所述焦轨层贴附区段(22)由下面所述的材料的其中一种构成: ?钨， ?钥， ?具有大于50重量百分比的钨的钨合金， ?具有大于50重量百分比的钥的钥合金， ?具有大于50重量百分比的钨的、基于钨的复合材料， ?具有大于50重量百分比的钥的、基于钥的复合材料。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，为了制造所述焦轨层(30)和所述焦轨层贴附区段(22)之间的材料配合的连接而设置最多一层中间层(50)。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，所述冷却通道(40)的至少一个壁区段平行或大体上平行于所述焦轨层(30)。
13.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，为了直接引导冷却液而形成所述冷却通道(40 )。
14.根据前述权利要求中任意一项所述的阳极(10)，其特征在于，所述焦轨层(30)具有这样的长度，即所述长度大于所述焦轨层(30)的宽度的两倍。
15.一种用于制造具有线性的主延伸方向的、用于X射线装置的阳极(10)的方法，所述方法具有下面的步骤: ?在阳极体(20)中形成冷却通道(40)， ?将焦轨层(30)放置在阳极体(20)的焦轨层贴附区段(22)的侧面上，所述焦轨层贴附区段由具有至少一个基质的材料构成，所述基质由具有高熔点的金属构成，并且所述焦轨层贴附区段延伸至所述冷却通道(40)，以及 ?至少将 所述焦轨层(30)材料配合地连接在所述焦轨层贴附区段(22)上。
【文档编号】H01J35/12GK103733297SQ201280038560
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月2日 优先权日:2011年8月5日
【发明者】斯特凡·盖尔佐斯科维茨, 汉斯·洛伦茨, 于尔根·沙特, 汉斯·瓦格纳, 安德列亚斯·武赫尔芬尼希 申请人:普兰西欧洲股份公司