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Röntgenröhre mit Relativbewegung der Antikathode in bezug auf den Brennfleck.
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Fig. 1 zeigt eine Röntgenröhre, deren Aussenwand aus zwei gläsernen Teilen 1 besteht, die von Büchsen 2 aus einem Röntgenstrahlen schlecht durchlassende Stoff umgeben. sind. An diesen Glasteilen ist ein Teil 3 aus Metall, zweckmässig aus Chromeisen, angeschmolzen. Der Teil 3 hat ein Fenster 4, durch das die Röntgenstrahlen nach aussen treten können. Die Röhre enthält eine Glühkathode 5, die in einem Metallgefäss 6 angeordnet ist und deren Enden, u. zw. das eine mittels eines Poldrahtes, das andere über das Metallgefäss 6, mit Kontaktstiften 7 in Verbindung stehen, an die die Zuleitungsdrähte für den Heizstrom angeschlossen werden können. Das von dieser Kathode ausgesandte Elektronenbündel wird durch dieses Gefäss, die Sammelvorrichtung, auf einer kleinen Fläche der Anti- kathode 8 konzentriert.
Die Form des Durchschnittes des Kathodenstrahlenbündels hängt von der Öffnung 9 der Sammelvorrichtung ab. Infolge der exzentrischen Lage der Glühkathode und der Öffnung 9 treffen die Kathodenstrahlen auf einen auf einer Seite des Scheitels der kegelförmigen Endfläche liegenden Teil der Antikathode. Die Antikathode ist auf einer Spindel 10 drehbar befestigt, in die der an die Glaswand der Röhre angeschmolzen und mit dem Kontaktteil 20 in Verbindung stehende Metallteil 11 ausläuft. Die umlaufende Bewegung der Antikathode wird dadurch bewirkt, dass letztere den Rotor eines Induktionsmotors bildet. Sie besteht zu diesem Zwecke aus einem Zylinder aus gut leitendem Stoff, z. B. Kupfer, der einen zweiten Zylinder aus einem Stoff mit hoher Permeabilität umschliesst.
Der Stator 15 des Motors liegt ganz ausserhalb der Röhre. Auf diesem Stator befindliche Magnetwicklungen 17 liefern das Feld des Motors und können an ein mehrphasiges Wechselstromnetz oder bei Verwendung von Vorrichtungen, die eine gegenseitige Phasenverschiebung bewirken, an eine gewöhnliche Wechselstromquelle angeschlossen werden, sodass ein Drehfeld entsteht, dass dem Antikathodenkörper als Rotor eines Asynchronmotors eine umlaufende Bewegung erteilt. Das Gehäuse 16 des Stators ist an einer Metallbüchse 18 befestigt und somit mit Erde verbunden, so dass ein Kontakt mit Hochspannung führenden Teilen nicht zu befürchten ist. Diese Büchse umgibt den metallenen Wandteil 3. Eine zwischen diesem metallenen Teil und der Büchse 18 vorgesehene Bleischicht 19 verhindert den Austritt von ungewünschen Röntgenstrahlen.
Fig. 2 ist eine Einzeldarstellung der schwach kegelförmigen Endfläche der Antikathode 8. Der beim Betrieb erzeugte Brennfleck ist in der Figur mit 21 bezeichnet. Es ist die Stelle, an der die von der Glühkathode ausgesandten Elektronen auf die Endfläche des Körpers 8 auftreffen und von der die Röntgenstrahlen ausgehen. Die Form des Brennfleckes ist durch die der Öffnung 9 der Sammelvorrichtung bedingt. In Fig. 2 hat der Brennfleck die Form eines. Rechtecks, dessen lange Achse längs einer erzeugenden Linie der Kegeloberfläche liegt. Wird die Breite dieses Brennflecks mit d bezeichnet, so ist die Zeit t, während
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leuchtend, dass die durch die Belastung verursachte Temperaturerhöhung um so grösser ist, desto grösser die Zeit t ist.
Ist nur Ti die höchste zulässige Temperatur, so ist die höchste zulässige Belastung diejenige, welche die Temperatur des Brennfleckteiles, der der Drehachse zunächstliegt und bei jeder Umdrehung während eines Zeitraumes tl belastet wird, bis auf diesen Wert Ti zunehmen lässt, da die Temperaturen, die in übrigen Teilen des Brennflecks mit grösserem r und somit mit geringerem t auftreten, geringer sind.
Eine grössere Energie würde durch eine derartige Belastung erreicht werden können, dass in den übrigen Punkten des Brennflecks die Temperatur ebenfalls zu dem Wert Ti ansteigt. Dieses Ergebnis kann dadurch erzielt werden, dass auch für diese Punkte die Dauer der Belastung in jeder Umdrehung gleich tl gemacht wird.
Dies kann mit der in Fig. 3 dargestellten Form des Brennflecks 22 erzielt werden. Hiebei hat man dafür gesorgt, dass von jedem Punkt der Zeitraum, während dessen er bei jeder Umdrehung im Brennfleck
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von d beeinflusst werden. Wird nun d proportional zu r gemacht, so ist-eine konstante Zahl und ist also l konstant. In diesem Falle ist auch die Erhitzung gleichmässig und wird der höchste Nutzeffekt erzielt.
Da der Brennfleck beim beschriebenen Ausführungsbeispiel auf der kegelförmigen Endfläche der Antikathode erzeugt wird, kann dieser theoretisch ideelle Brennfleck somit durch zwei gerade Linien begrenzt werden, die sich in der Drehachse schneiden, nämlich dutch zwei erzeugende Linien der Kegeloberfläche. Ausführungen, bei denen dies nicht genau der Fall ist, sollen dennoch gerechnet werden, innerhalb des Rahmens der Erfindung zu liegen. Es ist auch nicht unbedingt notwendig, dass die kurzen Seiten des Brennflecks Teile von um die Achse. herum beschriebenen Kreisen sind, der Fokus kann auch auf einer oder auf beiden Seiten abgerundet sein.
Wesentlich ist, dass die Proportionalität
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zwischen der Breite und dem Abstand zu der Achse über einen erheblichen Teil der Länge des Brennflecks besteht. Die dargestellte Form des Brennflecks ist auch mit Rücksicht auf den austretenden Strahlenkegel günstig.
Der Teil der Kegeloberfläche, der bei der Umdrehung durch den Kathodenstrahlenbündel dreht, kann aus einem Wolframring bestehen, der überall dieselbe Dicke hat. Die Dicke kann gegebenenfalls an den Rändern etwas geringer genommen werden. Bei einer Ausführung gemäss Fig. 2, bei der nicht eine gleichmässige Erhitzung auftritt, ist es vorteilhaft, dass einwärts, wo die Belastung am längsten dauert, die Dicke des Wolframs zunimmt.
Bei Röhren wie den oben beschriebenen, ist es im allgemeinen vorteilhaft, wenn der Antikathodenspiegel sehr dünn ist, z. B. weniger als 0'3 mm. In diesem Fall kann nämlich derart belastet werden, dass die Oberfläche des Wolframs sowie die Trennungsfläche mit dem unterliegenden Material, das zweckmässig Kupfer ist, thermisch maximal belastet werden. In diesem Fall ist die Nutzwirkung der Röhre möglichst hoch.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Röntgenröhre mit Relativbewegung zwischen Antikathode und Brennfleck, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Abmessung des Brennfleckes in der Bewegungsrichtung überall oder für einen erheblichen Teil dasselbe Verhältnis zu dem Abstand vom Bewegungszentrum hat.