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EP0169117B1 - Tubes à rayons X à anode tournante, et procédé de fixation d'une anode tournante sur un axe support - Google Patents

Tubes à rayons X à anode tournante, et procédé de fixation d'une anode tournante sur un axe support Download PDF

Info

Publication number
EP0169117B1
EP0169117B1 EP85401213A EP85401213A EP0169117B1 EP 0169117 B1 EP0169117 B1 EP 0169117B1 EP 85401213 A EP85401213 A EP 85401213A EP 85401213 A EP85401213 A EP 85401213A EP 0169117 B1 EP0169117 B1 EP 0169117B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
supporting shaft
rotating anode
ray tube
socket
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP85401213A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0169117A1 (fr
Inventor
Jean-Marie Penato
Paul Hery
Claude Bouhnik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric CGR SA
Original Assignee
Thomson CGR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CGR filed Critical Thomson CGR
Publication of EP0169117A1 publication Critical patent/EP0169117A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0169117B1 publication Critical patent/EP0169117B1/fr
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/101—Arrangements for rotating anodes, e.g. supporting means, means for greasing, means for sealing the axle or means for shielding or protecting the driving
    • H01J35/1017—Bearings for rotating anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/10—Drive means for anode (target) substrate
    • H01J2235/1006—Supports or shafts for target or substrate
    • H01J2235/1013—Fixing to the target or substrate

Definitions

  • the invention relates to an X-ray tube with a rotating anode usable in the general field of radiology, and particularly well suited in cases where the rotating anode is subjected to significant accelerations. It also relates to a method for fixing a rotating anode on a support shaft.
  • the rotating anodes of X-ray tubes are generally disc-shaped.
  • the disc is fixed on a shaft itself connected to a rotor, the assembly being driven in rotation by a rotating magnetic field to which the rotor is subjected.
  • the rotating rotating anode is subjected to very high stresses, both thermal and mechanical.
  • X-rays are obtained under the effect of electronic bombardment of a small surface of the anode, and a very small part of the electrical energy, used to accelerate the electrons, is transformed into X-rays. The rest of this energy is dissipated as heat in the rotating anode. Also, the rotating anode is subjected to very significant thermal shocks and can reach very high temperatures. Mechanical stresses are linked in particular to high rotational speeds and to significant accelerations to which the rotating anode may be subjected.
  • the anode is fixed to the shaft which connects it to. rotor, by fixing means acting by clamping. It commonly happens that under the effect of the constraints mentioned above, the rotating anode tends to loosen and to move by turning, relative to its support axis. This can result in a haze or an imbalance of the anode-rotor rotating assembly, with the appearance of vibrations and risks of mechanical rupture.
  • the present invention relates to an X-ray tube with a rotating anode, in which the fixing of the rotating anode disc on its support shaft is ensured in a reliable manner, by means which are simple and easy to implement, and which also allow disassembly of the anode disc.
  • the invention also relates to a method of fixing a rotating anode to a support shaft.
  • an X-ray tube with a rotating anode comprising a rotor and a support shaft arranged and secured along a longitudinal axis around which said rotating anode is rotated, said rotating anode having first and second faces, opposite , between which it comprises a through hole arranged along said longitudinal axis, said support shaft being engaged in said through hole, is characterized in that it further comprises at least one deformed element contained in a housing concentric with said support shaft, said housing being constituted by a groove opening into a first and / or a second face of the rotating anode, this groove also being concentric with the support shaft, the groove comprising a first wall formed by a surface of the support shaft and a second wall, opposite the first, this second wall belonging to the rotating anode, so as to ensure the fixing of said rotating anode on said support axis.
  • FIG. 1 shows an X-ray tube 1 comprising, in an envelope 2, a rotor 3, a support shaft 4, a rotating anode 5.
  • the X-ray tube 1 being, with the exception of means serving to fix and to block the rotating anode 5 relative to the support shaft 4, of a conventional type, the other means with which the X-ray tube 1 is traditionally provided are not shown.
  • the rotor 3 and the support shaft 4 are arranged and secured along a longitudinal axis 6, around which they cause the rotation of the anode 5, according to arrow 9 for example.
  • the rotating anode 5 is formed by a graphite disc 11, on which is deposited a layer of tungsten 8.
  • the rotating anode 5 has an axis of symmetry coincident in the figure with the longitudinal axis 6, along which it is crossed, between its first and second faces 12, 13, opposite, by a through hole 10 having in the example described a circular section (not shown).
  • the support shaft 4 has a shoulder 16 from which its end 7 is engaged in the through hole 10 of the rotating anode 5, along the longitudinal axis 6; the second face 13 of the rotating anode 5 being in abutment on the shoulder 16.
  • the rotating anode 5 is fixed on its support shaft 4 by means of a deformed element 21, arranged concentrically with the support shaft 4 and contained in a housing 20 arranged between the support shaft 4 and a wall 22 of the through hole 10.
  • the housing 20 is constituted by a groove, also concentric with the support shaft 4, produced by the wall 22 of the through hole 10 and open, on the one hand on the first face 12 of the anode rotating 5, and open on the other hand on the support shaft 4.
  • the housing 20 thus comprises a first wall 24, formed by the support shaft 4 itself and, a second wall 25 opposite the first; this second wall belonging to the rotating anode 5.
  • the second wall 25 can be parallel to the first wall 24 where, thus in the example described, be inclined relative to the latter; the groove constituting the housing 20 then being a conical groove.
  • the deformed element 21 is constituted by a deformable element such as a closed or not ring, or a clamping ring, having before deformation a diameter (not shown in FIG. 1) equal to or greater than an average width L of the housing 20 , considered between its two walls 24, 25.
  • the clamping rod constituting the deformed element 20 is made of a refractory material, at low vapor pressure, and quite plastic such as tantalum or niobium.
  • the deformed element 21 encloses the support shaft 4 at the first wall 24, and determines between this first wall 24 and the second wall 25, belonging to the rotating anode 5, forces (not shown) which achieve blocking of the rotating anode 5 relative to the support shaft 4.
  • the housing 20 and the deformed element 21 which it contains can be arranged on the side of the second face 13, towards the shoulder 16, where they are represented in FIG. 1 marked respectively 20a and 21a.
  • the housing 20a is open on the side of the second face 13; the deformed element 21 enclosing the support shaft 4 in the same manner as in the case of the previous example.
  • the end 7 of the support shaft 4 further comprises a thread 14, on which is aimed an axial nut 15.
  • the nut 15 and the thread 14 also constitute a means of fixing the rotating anode 5 on its support shaft 4, which also plays a role in the process according to which the deformation of the deformable element takes place or clamp ring from which the deformed element 21 is obtained.
  • the nut 15 comprises on a lower face 26, a ring 27 also concentric. to the support shaft 4.
  • the ring 27 enters the housing 20 bearing on the clamping ring 21; thus, when the nut 15 is used, the tightening ring 21 is inserted into the groove or housing 20, and comes to grip the support shaft 4 while being deformed, the assembly acting in the manner of a cable gland.
  • the rotating anode 5 has on the side of its second face 13 a housing 20a, provided with a clamping ring 21a, and that on the other hand the shoulder 16 also has a second ring 27a acting as the first ring 27, the tightening of the nut 15 causes the clamping rod 21 a to be pushed into the groove or housing 20a; the clamping ring 21a as in the previous example. enclosing the support axis 4 by deforming.
  • first or the second ring 27, 27a are not necessary to obtain the deformation of the tightening ring 21, 21a if, for example, the diameter of the tightening ring 21, 21a is such that before to be deformed, it protrudes from the plane of the first or second face 12, 13; this being further explained with reference to FIG. 2, which repeats elements contained in a box 50 that comprises FIG. 1.
  • FIG. 2 illustrates the method of the invention, applicable to the fixing of a rotating anode 5 on a support shaft 4.
  • the rotating anode 5 being of the type comprising, between these opposite faces 12, 13 and, along an axis of symmetry 31 perpendicular to its plane, a through hole 10; the through hole 10 being intended to receive the end 7 of the support shaft 4, the axis of symmetry 31 then being coincident with the longitudinal axis 6 of the support shaft 4.
  • the next phase of the process consists in deforming the clamping ring 21 so as to increase the surface area and the force according to which, on the one hand, it is in contact and encloses the support axis 4 , that is to say the first wall 24, and on the other hand that it is in contact with the rotating anode 5, that is to say the second wall 25; this deformation of the clamping rod 21, which can even bring it into contact with the bottom 33, of the housing 20.
  • the deformation of the clamping rod 21 is obtained by tightening the nut 15, on the thread 14.
  • the nut 15 is supported on the part 32 of the clamping ring 21 by means of the washer 30, and when the nut 15 is used until the washer 30 is brought into contact with the upper face 12 , the clamping rod 21 sinks into the housing 20 and encloses the support shaft 4 while being deformed; the clamping ring then has an appearance similar to that already shown in FIG. 1.
  • the rotating anode 5 is fixed to the support shaft 4 in a way which has already been considerably improved compared to the prior art.
  • the method of the invention also makes it possible to strengthen the connection between the deformed element 21 and the support axis 4, by producing a sort of weld between the latter.
  • the method also consists in heating the support shaft 4 and the deformed element 21 so as to bring them to a temperature of the order of 1500 ° C .; tests have shown good results from 1200 ° C, and have shown that it is desirable not to exceed 1600 ° C.
  • This heating is preferably located on the part of the anode-support shaft assembly 5-4, located around the through hole 10. Such localized heating can be obtained for example, under the effect of an electronic bombardment produced by means classics (not shown).
  • the support shafts for rotating anodes such as the support shaft 4 are generally made of molybdenum or of a molybdenum-based alloy. Heating the support shaft 4 and the deformed element 21 makes it possible to promote phenomena of interdiffusion between the molybdenum and the material of which the deformed element 21 is made, tantalum for example. This interdiffusion constitutes a kind of weld which considerably increases the adhesion of the deformed element 21 to the support axis 4.
  • FIG. 3 illustrates another version of the method of the invention, in which the deformation of the deformable element or clamping rod 21 is obtained using a tool 35, and where the pitch of screws 14 and 1 'nut 15 are deleted.
  • the clamping rod 21 being placed in the housing 20 in abutment on the first and second walls 24, 25, it is then pressed into the housing 20 using the tool 35, so as to obtain its deformation as in the previous example, but under the effect of a momentary action of the tool 35.
  • the tool 35 may for example comprise a third ring 36, concentric with the support axis 4 and arranged in abutment on the part 32 projecting from the clamping rod 21.
  • the third ring 36 can be surmounted, as in the nonlimiting example described, by a solid part 37, on which is momentarily applied, axially, a force F necessary for the 'depression and deformation of the deformable element or clamping rod 21; this force F can be produced using traditional means known to those skilled in the art, such as a press for example (not shown).
  • the rotating anode 5 is fixed on its support axis 4, in a secure manner, only by the action of the deformed element 21 or clamping rod, the screw pitch 14 and the 'nut 15 being deleted. It should be noted that this removal of the thread 14 and of the nut 15 represents, with the X-ray tube 1 of the invention, a significant reduction in cost, taking into account the machining difficulties for producing a no screw 14 and a nut 15, and the waste that these machinings cause.
  • connection between the support axis 4 and the deformed element 21 can also be further improved, thanks to localized heating as has been explained in the previous example and which makes it possible to produce a sort of weld between the axis support 4 and the deformed element 21.
  • the tool 35 must remain in place during this heating, so that the force F continues to be exerted during the interdiffusion phenomena between the material of the support axis 4 and the material of the deformed element. 21.
  • the support shaft 4 and the second wall 25 of the housing 20 may have ridges (not shown), made for example during their machining.
  • the support shaft 4 comprises, at the level of the housing 20, a second groove 38 which constitutes a part of this housing 20. Under the thrust force F, the deformed element 21 or clamping rod also enters this groove 38 of which it takes the form; flanks 39, 40 of the groove 38 thus constitute stops which oppose the tearing of the rotating anode 5, along the longitudinal axis 6.
  • the housing 20 may also include a second groove 38 in the case of the examples shown in Figures 1, 2 and 3.
  • the X-ray tube and the method of the invention apply in all cases of X-ray tubes with a rotating anode, and more particularly in cases where the rotating anode is subjected to significant accelerations, and also in case where the rotating anode is constituted by a graphite disc.

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  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

  • L'invention concerne un tube à rayons X à anode tournante utilisable dans le domaine général de la radiologie, et particulièrement bien adapté dans les cas où l'anode tournante est soumise à des accélérations importantes. Elle concerne également un procédé permettant de fixer une anode tournante sur un arbre support.
  • Les anodes tournantes des tubes à rayons X ont généralement la forme d'un disque. Le disque est fixé sur un arbre lui-même relié à un rotor, l'ensemble étant entraîné en rotation par un champ magnétique tournant auquel est soumis le rotor.
  • L'anode tournante en rotation est soumise à des contraintes très importantes, tant thermiques que mécaniques.
  • En effet, le rayonnement X est obtenu sous l'effet d'un bombardement électronique d'une petite surface de l'anode, et une très faible part de l'énergie électrique, employée à accélérer les électrons, est transformée en rayons X. Le reste de cette énergie est dissipé en chaleur dans l'anode tournante. Aussi, l'anode tournante est soumise à des chocs thermiques très importants et peut atteindre des températures très élevées. Les contraintes mécaniques sont liées notamment à des vitesses de rotation élevées et à des accélérations importantes auxquelles peut être soumise l'anode tournante.
  • Généralement l'anode est fixée à l'arbre qui la relie au. rotor, par des moyens de fixation agissant par serrage. Il arrive couramment que sous l'effet des contraintes précédemment citées, l'anode tournante tend à se desserrer et à se déplacer en tournant, par rapport à son axe support. Il peut en résulter un voile ou un déséquilibrage de l'ensemble tournant anode-rotor, avec apparition de vibrations et risques de rupture mécanique.
  • Le problème ainsi posé, qui est la fixation de l'anode tournante à l'arbre qui la relie au rotor, existe avec tous les types d'anodes tournantes.
  • Mais ce problème est encore plus critique dans le cas des anodes en graphite, en raison d'une part des différences de coefficients de dilatation du graphite et de l'arbre support, et d'autre part du coefficient de frottement du graphite qui est un matériau à tendance lubrifiante.
  • A ce jour, différentes méthodes sont utilisées pour tenter de palier cette difficulté. On peut citer :
    • - a) des clavettes engagées dans l'anbde et dans l'arbre support, selon des axes transversaux à ce dernier. Cette solution est peu efficace dans le cas des anodes en graphite en raison du caractère friable du graphite ;
    • - b) des arbres supports munis de bossages excentrés ; l'inconvénient de cette solution est qu'elle laisse subsister un jeu mécanique très important entre le disque d'anode et l'axe support ;
    • - c) une solution très différente consiste à braser l'anode sur son arbre support. Cette solution assure une bonne liaison entre l'anode et son arbre support, bien qu'elle constitue une opération délicate à mettre en ceuvre. En outre, elle peut limiter les performances du tube à rayons X en dégradant la qualité du vide qui existe dans ce dernier, si la température de fonctionnement conduit les matériaux de brasure à avoir une tension de vapeur trop élevée. Il est à remarquer d'autre part, que cette fixation par brasure exclut tout démontage ;
    • - d) une demande de brevet européen publiée sous n° 0 055 828 décrit la réalisation, dans un même bloc de graphite, du disque d'anode et de son arbre support, afin de rejeter la liaison graphite-métal dans une zone de température moins élevée, étant plus éloignée du disque d'anode. Cette configuration, outre son prix de revient très élevé, reste très fragile mécaniquement, du fait notamment de la faible résistance mécanique du graphite ;
    • - e) une demande de brevet français publiée sous le n° 2 467 483 décrit' une réalisation dans laquelle, une douille en graphite pyrolitique est brasée dans le corps du disque d'anode en graphite. Mais cette solution est également très coûteuse étant de réalisation délicate et mécaniquement fragile.
  • Cette énumération de méthodes différentes, visant toutes à réaliser la fixation de l'anode tournante sur son arbre support, montre que le problème posé par cette fixation revêt une grande importance pour tous les constructeurs de tubes à rayons X. Elle montre également qu'à ce jour, le problème posé par cette fixation n'est pas résolu à la satisfaction de tous.
  • La présente invention concerne un tube à rayons X à anode tournante, dans lequel la fixation du disque d'anode tournante sur son arbre support est assurée de manière fiable, grâce à des moyens simples et faciles à mettre en œuvre, et qui permettent en outre le démontage du disque d'anode. L'invention concerne également un procédé de fixation d'une anode tournante sur un arbre support.
  • Selon l'invention, un tube à rayons X à anode tournante, comportant un rotor et un arbre support disposés et solidarisés selon un axe longitudinal autour duquel ladite anode tournante est mise en rotation, ladite anode tournante comportant une première et une seconde face, opposées, entre lesquelles elle comporte un trou débouchant disposé selon ledit axe longitudinal, ledit arbre support étant engagé dans ledit trou débouchant, est caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un élément déformé contenu dans un logement concentrique audit arbre support, ledit logement étant constitué par une gorge débouchant dans une première et/ou une seconde face de l'anode tournante, cette gorge étant également concentrique à l'arbre support, la gorge comportant une première paroi formée par une surface de l'arbre support et une seconde paroi, opposée à la première, cette seconde paroi appartenant à l'anode tournante, de manière à assurer la fixation de ladite anode tournante sur ledit axe support.
  • L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux quatre dessins annexés parmi lesquels : .
    • - la figure 1 montre partiellement, selon une vue en coupe, un tube à rayons X selon l'invention ;
    • - la figure 2 montre plus particulièrement, selon une vue en coupe également, des moyens caractéristiques de l'invention contenus dans un encadré montré sur la figure 1 ;
    • - les figures 3 et 4 représentent respectivement des moyens contenus dans l'encadré des figures 1 et 2, selon une première et une seconde variante de l'invention.
  • La figure 1 montre un tube à rayons X 1 comportant, dans une enveloppe 2, un rotor 3, un arbre support 4, une anode tournante 5. Le tube à rayons X 1 étant, à l'exception de moyens servant à fixer et à bloquer l'anode tournante 5 par rapport à l'arbre support 4, d'un type classique, les autres moyens dont est traditionnellement muni le tube à rayons X 1 ne sont pas représentés.
  • Le rotor 3 et l'arbre support 4 sont disposés et solidarisés selon un axe longitudinal 6, autour duquel ils entraînent la rotation de l'anode 5, selon la flèche 9 par exemple. Dans l'exemple non limitatif de la description, l'anode tournante 5 est formée par un disque 11 en graphite, sur lequel est déposée une couche de tungstène 8. L'anode tournante 5 comporte un axe de symétrie confondu sur la figure avec l'axe longitudinal 6, selon lequel elle est traversée, entre ses première et seconde faces 12, 13, opposées, par un trou débouchant 10 ayant dans l'exemple décrit une section circulaire (non représentée).
  • L'arbre support 4 comporte un épaulement 16 à partir duquel son extrémité 7 est engagé dans le trou débouchant 10 de l'anode tournante 5, selon l'axe longitudinal 6 ; la seconde face 13 de l'anode tournante 5 étant en butée sur l'épaulement 16.
  • L'anode tournante 5 est fixée sur son arbre support 4 grâce à un élément déformé 21, disposé concentriquement à l'arbre support 4 et contenu dans un logement 20 aménagé entre l'arbre support 4 et une paroi 22 du trou débouchant 10. Dans l'exemple non limitatif décrit, le logement 20 est constitué par une gorge, concentrique également à l'arbre support 4, réalisée par la paroi 22 du trou débouchant 10 et ouverte, d'une part sur la première face 12 de l'anode tournante 5, et ouverte d'autre part sur l'arbre support 4.
  • Le logement 20 comporte ainsi une première paroi 24, formée par l'arbre support 4 lui-même et, une seconde paroi 25 opposée à la première ; cette seconde paroi appartenant à l'anode tournante 5.
  • La seconde paroi 25 peut être parallèle à la première paroi 24 où, ainsi dans l'exemple décrit, être inclinée par rapport à cette dernière ; la gorge constituant le logement 20 étant alors une gorge cônique.
  • L'élément déformé 21 est constitué par un élément déformable tel qu'un anneau fermé ou non, ou un jonc de serrage, ayant avant déformation un diamètre (non représenté sur la figure 1) égal ou supérieur à une largeur moyenne L du logement 20, considérée entre ses deux parois 24, 25. Le jonc de serrage constituant l'élément déformé 20 est réalisé dans un matériau réfractaire, à basse tension de vapeur, et assez plastique tel que le tantale ou le niobium.
  • L'élément déformé 21 enserre l'arbre support 4 au niveau de la première paroi 24, et détermine entre cette première paroi 24 et la seconde paroi 25, appartenant à l'anode tournante 5, des forces (non représentées) qui réalisent le blocage de l'anode tournante 5 par rapport à l'arbre support 4.
  • Selon un même principe de fixation de l'anode tournante 5, sur l'arbre support 4, le logement 20 et l'élément déformé 21 qu'il contient peuvent être disposés du côté de la seconde face 13, vers l'épaulement 16, où ils sont représentés sur la figure 1 repérée respectivement 20a et 21 a. Dans ce cas, le logement 20a est ouvert du côté de la seconde face 13 ; l'élément déformé 21 enserrant l'arbre support 4 d'une même manière que dans le cas de l'exemple précédent.
  • Ces deux modes de fixation de l'anode tournante 5 sur son arbre support 4 peuvent être employés soit séparément, soit simultanément. Dans cette première version du tube à rayons X montrée sur la figure 1, l'extrémité 7 de l'arbre support 4 comporte en outre un pas de vis 14, sur lequel est visé un écrou 15 axial. L'écrou 15 et le pas de vis 14 constituent également un moyen de fixation de l'anode tournante 5 sur son arbre support 4, qui joue en outre un rôle dans le procédé suivant lequel s'opère la déformation de l'élément déformable ou jonc de serrage à partir duquel est obtenu l'élément déformé 21.
  • Dans l'exemple non limitatif montré par la figure 1, l'écrou 15 comporte sur une face inférieure 26, une bague 27 concentrique également . à l'arbre support 4. Suivant le procédé de l'invention, qui sera davantage expliqué dans une suite de la description relative à la figure 2, lorsque l'écrou 15 est serré sur le pas de vis 14 jusqu'à être bloqué sur la première face 12 de l'anode tournante 5, par l'intermédiaire d'une rondelle 30, la bague 27 pénètre dans le logement 20 en appui sur le jonc de serrage 21 ; ainsi, lorsque l'on sert l'écrou 15, le jonc de serrage 21 s'enfonce dans la gorge ou logement 20, et vient enserrer l'arbre support 4 tout en se déformant, l'ensemble agissant à la manière d'une presse-étoupe.
  • D'une même manière, si l'anode tournante 5 comporte du côté de sa seconde face 13 un logement 20a, muni d'un jonc de serrage 21a, et que d'autre part l'épaulement 16 comporte lui aussi une seconde bague 27a agissant comme la première bague 27, le serrage de l'écrou 15 provoque l'enfoncement du jonc de serrage 21 a dans la gorge ou logement 20a ; le jonc de serrage 21a comme dans l'exemple précédent. enserrant l'axe support 4 en se déformant. Il est à remarquer que la première ou la seconde bague 27, 27a, ne sont pas nécessaires pour obtenir la déformation du jonc de serrage 21, 21a si, par exemple, le diamètre du jonc de serrage 21, 21a est tel, qu'avant d'être déformé il dépasse du plan de la première ou de la seconde face 12, 13 ; ceci étant davantage expliqué en référence à la figure 2, laquelle reprend des éléments contenus dans un encadré 50 que comporte la figure 1.
  • La figure 2 illustre le procédé de l'invention, applicable à la fixation d'une anode tournante 5 sur un arbre support 4. L'anode tournante 5 étant du type comportant, entre ces faces opposées 12, 13 et, selon un axe de symétrie 31 perpendiculaire à son plan, un trou débouchant 10 ; le trou débouchant 10 étant destiné à recevoir l'extrémité 7 de l'arbre support 4, l'axe de symétrie 31 étant alors confondu avec l'axe longitudinal 6 de l'arbre support 4.
  • A partir d'une telle anode tournante, le procédé consiste :
    • ­ à usiner l'anode tournante 5 pour réaliser au moins un logement 20 ouvert sur l'une des faces . 12, 13, la première face 12 par exemple comme montrée dans l'exemple non limitatif de la figure 2;
    • - puis, ayant par exemple engagé l'extrémité 7 de l'arbre support 4 dans le trou débouchant 10, à placer le jonc de serrage 21 dans le logement 20 ; il est à remarquer que dans cette phase du procédé, le jonc 21 est en butée dans le logement 20 contre les parois 24, 25 de ce dernier, et comporte une partie 232 en dépassement par. rapport au plan de la première face 12.
  • Le jonc de serrage 21 étant ainsi en butée, la phase suivante du procédé consiste à déformer le jonc de serrage 21 de manière à augmenter la surface et la force selon lesquelles, d'une part il est en contact et enserre l'axe support 4, c'est-à-dire la première paroi 24, et d'autre part selon lesquelles il est en contact avec l'anode tournante 5, c'est-à-dire la seconde paroi 25 ; cette déformation du jonc de serrage 21, pouvant même l'amener au contact du fond 33, du logement 20.
  • Dans l'exemple non limitatif d'une première version du procédé de l'invention, la déformation du jonc de serrage 21 est obtenue par le serrage de l'écrou 15, sur le pas de vis 14. Dans l'exemple non limitatif décrit, l'écrou 15 est en appui sur la partie 32 du jonc de serrage 21 par l'intermédiaire de la rondelle 30, et lorsque l'on sert l'écrou 15 jusqu'à amener la rondelle 30 en contact avec la face supérieure 12, le jonc de serrage 21 s'enfonce dans le logement 20 et vient enserrer l'arbre support 4 tout en se déformant ; le jonc de serrage comporte alors un aspect semblable à celui déjà montré sur la figure 1.
  • A ce niveau du procédé, l'anode tournante 5 est fixée sur l'arbre support 4 d'une manière déjà considérablement améliorée par rapport à l'art antérieur. Dans le but d'améliorer davantage cette fixation, le procédé de l'invention permet en outre de renforcer la liaison entre l'élément déformé 21 et l'axe support 4, en réalisant une sorte de soudure entre ces derniers.
  • A cet effet, le procédé consiste en outre à chauffer l'arbre support 4 et l'élément déformé 21 pour les porter à une température de l'ordre de 1 500 °C ; des essais ont montré de bons résultats à partir de 1 200 °C, et ont montré qu'il est souhaitable de ne pas dépasser 1 600 °C.
  • Ce chauffage est préférentiellement localisé sur la partie de l'ensemble anode-arbre support 5-4, située autour du trou débouchant 10. Un tel chauffage localisé peut être obtenu par exemple, sous l'effet d'un bombardement électronique produit par des moyens classiques (non représentés).
  • Les arbres supports pour anodes tournantes, tels que l'arbre support 4 sont généralement réalisés en molybdène ou dans un alliage à base de molybdène. Le chauffage de l'arbre support 4 et de l'élément déformé 21 permet de favoriser des phénomènes d'interdiffusion entre le molybdène et la matière dont est constitué l'élément déformé 21, le tantale par exemple. Cette interdiffusion constitue une sorte de soudure qui augmente considérablement l'adhésion de l'élément déformé 21 à l'axe support 4..
  • La figure 3 illustre une autre version du procédé de l'invention, dans laquelle la déformation de l'élément déformable ou jonc de serrage 21, est obtenue à l'aide d'un outillage 35, et où le pas de vis 14 et l'écrou 15 sont supprimés.
  • Dans cette version du procédé, le jonc de serrage 21 étant placé dans le logement 20 en butée sur les première et seconde parois 24, 25, il est ensuite enfoncé dans le logement 20 à l'aide de l'outillage 35, de manière à obtenir sa déformation comme dans l'exemple précédent, mais sous l'effet d'une action momentanée de l'outillage 35. L'outillage 35 peut comporter par exemple une troisième bague 36, concentrique à l'axe support 4 et disposée en appui sur la partie 32 en dépassement du jonc de serrage 21. La troisième bague 36 peut être surmontée, ainsi que dans l'exemple non limitatif décrit, par une pièce massive 37, sur laquelle est momentanément appliquée, axialement, une force F nécessaire à l'enfoncement et à la déformation de l'élément déformable ou jonc de serrage 21 ; cette force F pouvant être produite à l'aide de moyens traditionnels connus de l'homme du métier, telle qu'une presse par exemple (non représentée).
  • A ce stade du procédé de l'invention, l'anode tournante 5 est fixée sur son axe support 4, de manière sûre, uniquement par l'action de l'élément déformé 21 ou jonc de serrage, le pas de vis 14 et l'écrou 15 étant supprimés. Il est à remarquer que cette suppression du pas de vis 14 et de l'écrou 15 représente, avec le tube à rayons X 1 de l'invention une diminution de coût importante, compte tenu des difficultés d'usinage pour la réalisation d'un pas de vis 14 et d'un écrou 15, et des déchets qu'occasionnent ces usinages.
  • La liaison entre l'axe support 4 et l'élément déformé 21 peut en outre être encore améliorée, grâce à un chauffage localisé tel qu'il a été expliqué dans l'exemple précédent et qui permet de réaliser une sorte de soudure entre l'axe support 4 et l'élément déformé 21.
  • Dans ce cas, l'outillage 35 doit rester en place durant ce chauffage, de manière que la force F continue à s'exercer pendant les phénomènes d'interdiffusion entre la matière de l'axe support 4 et la matière de l'élément déformé 21.
  • Afin de s'opposer à un éventuel arrachement de l'anode tournante 5 par rapport à l'arbre support 4, selon l'axe longitudinal 6, l'arbre support 4 et la seconde paroi 25 du logement 20 peuvent comporter des striures (non représentées), réalisées par exemple lors de leur usinage.
  • Dans cet esprit, ainsi qu'il est montré dans l'exemple non limitatif de la figure 4, l'arbre support 4 comporte, au niveau du logement 20, une seconde gorge 38 qui constitue une partie de ce logement 20. Sous la poussée de la force F, l'élément déformé 21 ou jonc de serrage pénètre également dans cette gorge 38 dont il prend la forme ; des flancs 39, 40 de la gorge 38 constituent ainsi des butées qui s'opposent à l'arrachement de l'anode tournante 5, selon l'axe longitudinal 6. Il est à remarquer que le logement 20 peut également comporter une seconde gorge 38 dans le cas des exemples montrés aux figures 1, 2 et 3.
  • Le tube à rayons X et le procédé de l'invention s'appliquent dans tous les cas de tubes à rayons X à anode tournante, et plus particulièrement dans les cas où l'anode tournante est soumise à des accélérations importantes, et également dans les cas où l'anode tournante est constituée par un disque en graphite.

Claims (21)

1. Tube à rayons X à anode tournante, comportant un rotor (3) et un arbre support (4) disposés et solidarisés selon un axe longitudinal (6) autour duquel ladite anode tournante (5) est mise en rotation, ladite anode tournante comportant une première et une seconde face (12, 13), opposées, entre lesquelles elle comporte un trou 'débouchant (10) disposé selon ledit axe longitudinal (6), ledit arbre support (4) étant engagé dans ledit trou débouchant (10), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément déformé (21) contenu dans un logement (20) concentrique audit arbre support (4), ledit logement (20) étant constitué par une gorge débouchant dans une première et/ou une seconde face (12, 13) de l'anode tournante, cette gorge étant également concentrique à l'arbre support (4), la gorge comportant une première paroi (24) formée par une surface de l'arbre support et une seconde paroi (25), opposée à la première, cette seconde paroi appartenant à l'anode tournante (5), de manière à assurer la fixation de ladite anode tournante (5) sur ledit arbre support (4).
2. Tube à rayons X selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un écrou (15) axial, vissé sur ledit arbre support (4) et serré sur ladite première face (12) de l'anode tournante (5).
3. Tube à rayons X selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit logement (20) est constitué par une gorge dont la seconde paroi est inclinée par rapport à la première paroi et à l'axe longitudinal (6) de l'arbre support (4).
4. Tube à rayons X selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit logement (20) est réalisé dans l'anode tournante (5).
5. Tube à rayons X selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit arbre support (4) comporte une seconde gorge (38) réalisé en vis-à-vis dudit logement (20).
6. Tube à rayons X selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écrou (15) comporte une première bague (27) en appui sur l'élément déformé (21).
7. Tube à rayons X selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit logement (20) débouche sur la première face (12) de l'anode tournante (5).
8. Tube à rayons X selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit logement (20) débouche sur la seconde face (13) de l'anode tournante (5).
9. Tube à rayons X selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre support (4) comporte un épaulement (16) sur lequel est en butée la seconde face (12) de l'anode tournante (5), et en ce que ledit épaulement (16) comporte une seconde bague (31) en appui sur l'élément déformé (21).
10. Tube à rayons X selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément déformé (21) est réalisé en un matériau réfractaire et à tension de vapeur acceptable dans le tube à rayons X.
11. Tube à rayons X selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément déformé (21) est réalisé dans du tantale.
12. Tube à rayons X selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément déformé (21) est réalisé en niobium.
13. Procédé de fixation d'une anode tournante sur un axe support, ladite anode tournante (5) comportant un axe de symétrie (31) selon lequel elle est percée d'un trou débouchant (10), un arbre support (4) étant destiné à être engagé dans le trou débouchant (10) selon un axe longitudinal (6) confondu avec ledit axe de symétrie (31), caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, entre ledit arbre support (4) et une paroi (22) dudit trou débouchant (10), un logement (20) concentrique audit arbre support (4), puis à engager ledit arbre support (4) dans ledit trou débouchant (10) et à placer dans ledit logement (20) un élément déformable (21), puis enfin à déformer ledit élément déformable (21) de manière que ce dernier enserre ledit arbre support (4) et assure le blocage de ladite anode tournante (5) par rapport audit arbre support (4).
14. Procédé de fixation selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il consiste à déformer ledit élément déformable (21) en l'enfonçant dans ledit logement (20) par le serrage d'un écrou (15) axial, laissé à demeure.
15. Procédé de fixation selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il consiste à déformer ledit élément déformable (21) en l'enfonçant dans ledit logement (20) sous l'effet d'une force (F) appliquée momentanément grâce à un outillage (35).
16. Procédé de fixation selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer ledit élément déformé (21) et ledit arbre support (4) pour les porter à une température comprise entre 1 200 et 1 600 degrés centigrades, de manière à favoriser des effets d'interdiffusion entre la matière de l'arbre support (4) et la matière de l'élément déformé (21) afin d'augmenter l'adhérence dudit élément déformé (21) sur ledit arbre support (4).
17. Procédé de fixation selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit élément déformé (21) et ledit arbre support (4) sont portés à une température de 1 500 degrés centigrades.
18. Procédé de fixation selon la revendication 15 et l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir l'application de ladite force (F) durant ledit chauffage dudit élément déformé (21) et dudit arbre support (4), et à relâcher l'application de ladite force (F) après l'application dudit chauffage.
19. Procédé de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit logement (20) est réalisé dans l'anode tournante (5).
20. Procédé de fixation selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit logement (20) est réalisé selon la forme d'une gorge dont la seconde paroi est inclinée par rapport à la première paroi et à l'axe longitudinal (6) de l'arbre support (4).
21. Procédé de fixation selon l'une des revendications 19 ou 20, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une seconde gorge (38) dans l'arbre support (4), en vis' à vis dudit logement (20).
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