KobRa

Kompakte Faserkeramik basierte Röntgenröhre für mobile Computertomographen

Die Computertomographie als etabliertes Verfahren in der bildgebenden Radiologie
wird heute zur Erstellung von Diagnosen für verschiedenste Krankheitsbilder erfolgreich eingesetzt. Insbesondere bei Schlaganfallpatienten sowie Unfall- und Anschlagopfern kann der Einsatz von mobilen, in Rettungswagen installierten Computertomographen (CT) die Überlebens- und Heilungschancen stark erhöhen. Um das technisch zu realisieren, ist eine drastische Volumen- und Gewichtsreduktion der im CT verbauten Komponenten notwendig.

Scheibe mit einer Erhöhung in der Mitte. — Rotationseinheit aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff mit Dehnmessstreifen.

Im Verbundvorhaben „Kobra“ wurde durch Funktionsintegration und den Einsatz neuer Technologien sowohl Volumen als auch Gewicht des Röntgenstrahlers um mehr als 40 % reduziert. Darüber hinaus konnte durch ein höheres Drehmoment sowie eine geringere Masse der Antriebseinheit die Hochlaufzeit stark verkürzt werden. In enger Zusammenarbeit mit den Konsortialpartnern, wurde ein faserverbundkeramischer Anodengrundkörper konzipiert und ausgelegt. Als Basismaterial wurde dafür kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff verwendet, was sich durch hohe Wärmeleitfähigkeit und hoher spezifischer Festigkeit bis in den Ultrahochtemperaturbereich auszeichnet. Diese Eigenschaften sind gefordert, da durch eine kompakte Bauweise des Rotationssystems der Röntgenröhre bei gleichbleibenden Kurzzeit-Spitzenlasten die Drehfrequenz der Anode deutlich angehoben werden muss, um ein thermisches Überlasten der Brennbahn zu vermeiden.
In anwendungsnahen Bauteiltests konnten die während des Projektes gefertigten Rotoren die Erwartungen bezüglich der mechanischen sowie thermischen Leistungsfähigkeit bei weitem übertroffen und ihr Potential für den Einsatz als kompakte Röntgenanoden unter Beweis gestellt werden.