DE19632492C1 - Verfahren zum Ersetzen eines an einem Hohlkörper angebrachten metallischen Rohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ersetzen eines an einem Hohlkörper angebrachten metallischen Rohres.

Ein solches Verfahren kann beispielsweise im Zusammenhang mit Röntgenröhren von Bedeutung sein, die einen Hohlkörper, näm­ lich ein Vakuumgehäuse, mit einem daran angebrachten metalli­ schen Rohr, nämlich einem Pumpstutzen, aufweisen. Bei solchen Röntgenröhren wird nach dem Evakuieren und Ausheizen der Röntgenröhre das Vakuumgehäuse dadurch vakuumdicht verschlos­ sen, daß der Pumpstutzen abgequetscht wird, so wie dies in der nicht vorveröffentlichten DE 195 05 076 A1 beschrieben ist.

Bei Röntgenröhren können Fehlfunktionen beispielsweise da­ durch auftreten, daß das Vakuum zerstört wird, weil die an das Vakuum angrenzenden Wandungen des Vakuumgehäuses oder in dem Vakuumgehäuse befindliche Bauteile in unzulässigem Maße Gase abgeben. An sich wäre es möglich, solche Röntgenröhren durch erneutes Ausheizen und Evakuieren wieder in einen ein­ wandfreien Zustand zu versetzen. Dazu wäre es aber u. a. er­ forderlich, den abgequetschten Pumpstutzen durch einen unge­ brauchten zu ersetzen, also ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art auszuüben.

Bisher wurden solche Röntgenröhren nicht in nennenswertem Um­ fang wiederhergestellt, weil dies eine äußerst komplizierte, für jede einzelne Röntgenröhre individuell zu planende Wie­ deraufarbeitung erfordert. Meist erfordert eine Wiederaufar­ beitung, daß die Röntgenröhre zunächst belüftet und dann der­ jenige, im folgenden als Deckel bezeichnete Teil des Vakuumge­ häuses, der den Pumpstutzen und normalerweise auch die Katho­ de trägt, durch Abdrehen entfernt wird. Die abgetrennten Tei­ le müssen dann allenfalls bis auf die Kathode, die meist wie­ derverwendet werden kann, verschrottet werden. Die wiederver­ wendbare oder eine neue Kathode wird dann an einem unge­ brauchten, einen ebenfalls ungebrauchten Pumpstutzen aufwei­ senden Deckel angebracht, der dann wieder mit dem die übrigen Bauteile der Röntgenröhre enthaltenden Vakuumgehäuse durch Löten oder Schweißen vakuumdicht unter Einhaltung der zur korrekten Funktion der Röntgenröhre erforderlichen geometri­ schen Zuordnung von Deckel zu Vakuumgehäuse verbunden wird.

Der Pumpstutzen wird also letztlich dadurch ersetzt, daß zu­ nächst der Deckel von dem Vakuumgehäuse getrennt und dann ein ungebrauchter Deckel mit ungebrauchtem Pumpstutzen mit dem Vakuumgehäuse verbunden wird. Diese Vorgehensweise ist um­ ständlich und aufwendig und demnach kostenträchtig.

Außerdem ist die beschriebene Vorgehensweise bei Röntgenröh­ ren mit beidseitig gelagerter Drehanode nur bedingt durch­ führbar, da bei solchen Röhren oft bereits nach kurzer Be­ triebszeit die feststehende Lagerachse in ihrer Gegenlagerung durch thermische Einflüsse festgebacken ist und der Deckel somit nicht mehr entfernt werden kann. In solchen Fällen bleibt nur die Möglichkeit, das Vakuumgehäuse zu zerstören und die Anode, die wegen des Anodentellers das teuerste Teil darstellt, zu retten.

Übrigens besteht bei der beschriebenen Vorgehensweise außer der Gefahr, daß die Kathodenwendel beim Belüften und Öffnen des Vakuumgehäuses bricht, auch das Risiko, daß beim Abdrehen des Deckels Partikel oder Späne in den Innenraum des Vakuum­ gehäuses gelangen, die nach der Wiederaufarbeitung der Rönt­ genröhre zu erneuten Betriebsstörungen führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem es auf einfache, kostengünstige und sichere Weise möglich ist, ein an einem Hohlkörper angebrachtes metallisches Rohr zu ersetzen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Ver­ fahren zum Ersetzen eines an einem Hohlkörper angebrachten metallischen Rohres, aufweisend die Verfahrensschritte:

• a) das Rohr wird derart von dem Hohlkörper abgetrennt, daß am Hohlkörper ein Stummel des Rohres verbleibt, und
• b) ein hinsichtlich seines Durchmessers einem ungebrauchten Rohr entsprechender Rohrabschnitt wird vakuumdicht mit dem Stummel verbunden.

Am Beispiel einer Röntgenröhre wird deutlich, daß es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich ist, den Hohl­ körper, d. h. das Vakuumgehäuse, als solchen zu öffnen, son­ dern daß es genügt, das Rohr, d. h. den Pumpstutzen, in einer solchen Weise abzutrennen, daß ein Stummel verbleibt, an den ein hinsichtlich seines Durchmessers einem ungebrauchten Rohr bzw. Pumpstutzen entsprechender Rohrabschnitt vakuumdicht an­ gebracht werden kann. Es besteht dann die Möglichkeit, die Röntgenröhre erneut auszuheizen, zu evakuieren und durch Ab­ quetschen des Rohrabschnittes erneut vakuumdicht zu ver­ schließen. Dabei ist die Gefahr, daß beim Abtrennen des Roh­ res bzw. Pumpstutzens Späne oder Partikel in den Hohlkörper bzw. das Vakuumgehäuse gelangen, gering, insbesondere wenn der Hohlkörper bzw. das Vakuumgehäuse zum Abtrennen des Roh­ res in eine solche Position gebracht wird, daß eventuelle Späne oder Partikel nicht durch Schwerkraftwirkung in das In­ nere des Hohlkörpers bzw. des Vakuumgehäuses gelangen können.

Im Hinblick auf die Problematik von Partikeln und Spänen ist es beson­ ders vorteilhaft, wenn das Rohr gemäß einer Variante der Er­ findung durch ein spanloses Trennverfahren, beispielsweise mittels eines Rohrabschneiders, von dem Hohlkörper abgetrennt wird.

Gemäß Varianten der Erfindung wird der Rohrabschnitt durch Löten, insbesondere Orbitallöten, oder durch Schweißen, ins­ besondere Orbitalschweißen, mit dem Stummel verbunden. Auf diese Weise läßt sich die erforderliche, im Falle einer Rönt­ genröhre auch vakuumdichte Verbindung des Rohrabschnittes mit dem Stummel auf qualitativ hochwertige und dennoch tech­ nisch einfache Weise realisieren.

Wenn das Verfahren an einem evakuierten Hohlkörper ausgeführt wird, besteht zwar grundsätzlich die Möglichkeit, den Hohl­ körper durch das Abtrennen des Rohres zu belüften. Im Inter­ esse einer kontrollierten Belüftung ist es jedoch u. U. vor­ teilhaft, wenn die Belüftung des Hohlkörpers vor dem Abtren­ nen des Rohres von dem Hohlkörper im Zuge eines besonderen zusätzlichen Verfahrensschrittes erfolgt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeich­ nungen erläutert, in denen die Wiederaufarbeitung eines Ge­ genstandes, nämlich einer Röntgenröhre, dargestellt ist, der einen Hohlkörper, nämlich ein Vakuumgehäuse, aufweist, an dem ein metallisches Rohr, nämlich der Pumpstutzen der Röntgen­ röhre, angebracht ist, das nach dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren ersetzt wird. Es zeigen:

Fig. 1 den mit dem Pumpstutzen versehenen Teil des Vakuumge­ häuses einer Röntgenröhre im Längsschnitt,

Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Bereich der Röntgenröhre in einem teilweisen Querschnitt,

Fig. 3 den mit dem Vakuumgehäuse der Röntgenröhre gemäß den Fig. 1 und 2 verbundenen Pumpstutzen, während er durch eine Abquetschung verschlossen wird, im Längs­ schnitt,

Fig. 4 das Abtrennen des Pumpstutzen bis auf einen Stummel,

Fig. 5 das Befestigen eines Rohrabschnittes an dem Stummel, und

Fig. 6 in zu der Fig. 3 analoger Darstellung den ersetzten Pumpstutzen, während er durch eine Abquetschung ver­ schlossen wird.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Röntgenröhre teilweise darge­ stellt. Deren Vakuumgehäuse 1 weist einen Pumpstutzen 2 auf. Im Bereich des Pumpstutzens 2 weist das Vakuumgehäuse 1 ein zylindrisches Rohrteil 1a auf, in das ein kreisscheibenförmi­ ger Boden 1b vakuumdicht eingelötet oder eingeschweißt ist (Naht 3).

Das Rohrteil 1a weist eine Öffnung auf, in die der Pumpstut­ zen 2 eingepaßt ist, der mit dem Rohrteil 1a vakuumdicht ver­ lötet oder verschweißt ist (Naht 4).

Der Pumpstutzen 2, der im Falle dies beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispieles an sich die Gestalt eines zylindrischen Roh­ res hat, weist eine durch plastisches Verformen erzeugte Ab­ quetschung 5 auf, durch die er, und damit das Vakuumgehäuse 1, vakuumdicht verschlossen ist.

Die Abquetschung 5 wird unmittelbar im Anschluß an das in an sich bekannter Weise erfolgende Ausheizen und Evakuieren der Röntgenröhre erzeugt, und zwar während die Röntgenröhre noch über den Pumpstutzen 2 mit der zum Evakuieren verwendeten Va­ kuumpumpe verbunden ist.

Die Abquetschung 5 wird gemäß der Fig. 3 mittels zweier Stem­ pel 6a und 6b hergestellt. Die Stempel 6a und 6b weisen ein­ ander gegenüberliegende, parallel zueinander verlaufende, ballige Umformkanten 7a, 7b auf. Der Abquetschvorgang wird derart ausgeführt, daß der Durchlaßquerschnitt gleich Null ist und eine Kaltpreßverschweißung 8 entsteht (siehe Fig. 1 und 2).

Die Abquetschung erfolgt in der aus der Fig. 3 ersichtlichen Weise in einem solchen Maße, daß der Pumpstutzen 2 nicht nur vakuumdicht verschlossen wird, sondern der, von dem Vakuumge­ häuse 1 aus gesehen, jenseits der Abquetschung liegende, nach dem Verschließen der Röntgenröhre überflüssige Teil des Pump­ stutzens 2 abgetrennt wird.

Als Materialien für den Pumpstutzen 2 eignen sich Kupfer, Aluminium, Nickel, Edelstahl oder Legierungen, die Aluminium, Kupfer oder Nickel enthalten.

Soll eine derartige Röntgenröhre, aus welchen Gründen auch immer, z. B. im Zuge einer Wiederaufarbeitung, erneut ausge­ heizt und evakuiert werden, ist es erforderlich, den Pump­ stutzen gegen einen ungebrauchten Pumpstutzen, d. h. einen ge­ eigneten, nicht abgequetschten Rohrabschnitt, zu ersetzen. Dies geschieht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß der Pumpstutzen in der in Fig. 4 angedeuteten Weise mit­ tels eines Rohrabschneiders, von dem in Fig. 4 nur ein Schneidrad 9 dargestellt ist, derart von dem Vakuumgehäuse 1 abgetrennt wird, daß nur ein Stummel der Länge 1 an dem Vaku­ umgehäuse 1 verbleibt, der eine plane Stirnfläche aufweist, die in einer rechtwinklig zu der Längsachse des Pumpstutzens verlaufenden Ebene liegt.

Gemäß DIN 8588 handelt es sich bei dem Abt rennen des Pump­ stutzens 2 mittels eines Rohrabschneiders um ein Verfahren zum mechanischen Trennen von Werkstoffen ohne Entstehen von formlosem Stoff, d. h. Spänen und dergleichen. Somit ist die Gefahr, daß beim Abtrennen des Pumpstutzens 2 Späne, Partikel usw. in das Innere des Vakuumgehäuses 1 gelangen, äußerst ge­ ring. Diese Gefahr wird dadurch weiter verringert, daß das Vakuumgehäuse 1 während des Abtrennens des Pumpstutzen 2 anders als in der Fig. 4 gezeigt, derart angeordnet ist, daß der Pumpstutzen 2 abwärts gerichtet ist. Sollten ausnahmswei­ se also beim Abtrennen des Pumpstutzens 2 doch lose Partikel oder Späne entstehen, so können diese nicht durch Schwer­ kraftwirkung in das Innere des Vakuumgehäuses 1 gelangen.

Anschließend wird in der in Fig. 5 veranschaulichten Weise ein Rohrabschnitt 2′ der Länge L mit dem verbliebenen Stummel des Pumpstutzens 2 durch Löten oder Schweißen vakuumdicht verbunden. Dies geschieht vorzugsweise im Zuge einer Orbital­ schweißung, d. h. die Schweißelektrode wird während des Schweißvorgangs auf einer Kreisbahn um die Verbindungsstelle des Stummels des Pumpstutzens 2 mit dem Rohrabschnitt 2′ her­ umgeführt, oder durch eine Orbitallötung, d. h. die Lötflamme und der Zusatzwerkstoff werden während des Lötvorganges auf einer Kreisbahn um die Verbindungsstelle des Stummels des Pumpstutzens 2 mit dem Rohrabschnitt 2′ herumgeführt. Dies ist in Fig. 5 dadurch angedeutet, daß im Bereich der genann­ ten Verbindungsstelle ein gekrümmter, mit α bezeichneter Pfeil eingetragen ist.

Falls der Rohrabschnitt 2′ mit dem Stummel des Pumpstutzens durch Schweißen verbunden wird, geschieht dies vorzugsweise unter Verwendung eines WIG-Schweißgerätes, welches eine ge­ eignete Orbitalschweißzange aufweist.

Die Länge des Rohrabschnittes ist so gewählt, daß die Rönt­ genröhre nach Verbindung des Rohrabschnittes 2′ mit dem Stum­ mel des Pumpstutzens 2 wieder über einen Pumpstutzen verfügt, dessen Länge D derjenigen Länge entspricht, die der abge­ trennte Pumpstutzen 2 aufwies, bevor er abgequetscht wurde.

Die Länge l des am Vakuumgehäuse 1 verbleibenden Stummels des Pumpstutzens 2 ist übrigens so zu wählen, daß die Schweißung oder Lötung, mittels der der ursprüngliche Pumpstuten 2 bzw. der verbliebene Stummel mit dem Vakuumgehäuse 1 verbun­ den ist, beim Anlöten bzw. Anschweißen des Rohrabschnittes 2′ an den Stummel nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.

Wenn die Röntgenröhre erneut ausgeheizt und evakuiert ist, wird der erneuerte Pumpstutzen gemäß Fig. 6 durch Abquetschen vakuumdicht verbunden. Dabei ist der Abstand d der Abquet­ schung von der Verbindungsstelle zwischen dem Rohrabschnitt 2′ und dem Stummel des Pumpstutzens 2 so zu wählen, daß keine Beeinträchtigung dieser Verbindungsstelle infolge von beim Abquetschen auftretenden plastischen Deformationen eintritt.

Die Erfindung wird vorstehend am Beispiel einer Röntgenröhre erläutert. Sie ist jedoch auch bei anderen Gegenständen und überall dort einsetzbar, wo die Notwendigkeit besteht, an ei­ nem Hohlkörper angebrachte metallische Rohre ersetzen zu müs­ sen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Ersetzen eines an einem Hohlkörper (1) ange­ brachten metallischen Rohres (2), aufweisend die Verfahrens­ schritte:

• a) das Rohr (2) wird derart von dem Hohlkörper (1) abge­ trennt, daß am Hohlkörper (1) ein Stummel des Rohres (2) verbleibt, und
• b) ein hinsichtlich seines Durchmessers einem ungebrauchten Rohr (2) entsprechender Rohrabschnitt (2′) wird vakuum­ dicht mit dem Stummel verbunden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Rohr (2) durch ein spanloses Trennverfahren von dem Hohlkörper (1) abge­ trennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das Rohr (2) mit­ tels eines Rohrabschneiders (9) von dem Hohlkörper (1) abge­ trennt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Rohrabschnitt (2′) durch Löten mit dem Stummel verbunden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Rohrabschnitt (2′) durch Orbitallöten mit dem Stummel verbunden wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Rohrabschnitt (2′) durch Schweißen mit dem Stummel verbunden wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Rohrabschnitt (2′) durch Orbitalschweißen mit dem Stummel verbunden wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches an ei­ nem evakuierten Hohlkörper (1) ausgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, welches den zusätzlichen Ver­ fahrensschritt aufweist, daß vor dem Abtrennen des Rohres (2) von dem Hohlkörper (1) der Hohlkörper (1) belüftet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Hohlkörper (1) das Vakuumgehäuse einer Vakuumröhre ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Hohlkörper (1) das Vakuumgehäuse einer Röntgenröhre ist.