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Entladungsröhre, insbesondere zum Erzeugen von Röntgenstrahlen.
Die Erfindung bezieht sich auf Entladungsröhren, insbesondere Röntgenröhren, bei denen die Entladungsbahn von einer gegen die Elektroden isolierten leitenden Wand, die durch einen ganz aus Metall bestehenden mittleren Teil der Röhrenwand oder durch leitende Hüllen am Mittelteil der Glaswand der Röhren gebildet wird, umgeben ist, die selbst ganz oder teilweise von einer metallenen Hülle umgeben sind.
Eine solche metallene Hülle bietet eine vorzügliche Möglichkeit zur Befestigung der Entladungsröhre. Es ist dabei in den meisten Fällen erwünscht, dass dieser Teil Erdpotential hat.
Es hat sich gezeigt, dass, wenn die Röhre mit verhältnismässig hohen Spannungen arbeitet, sich Schwierigkeiten geltend machen, wenn die von den beiden Elektroden isolierte leitende Wand mit einem Punkte, dessen Potential in der Mitte zwischen den Elektrodenpotentialen liegt, verbunden ist. Demzufolge wird es schwierig, wenn nicht unmöglich, die Metallhülle zu erden.
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Schwierigkeiten, so dass es immer möglich wird, die Hülle mit einem Punkte bestimmten Potentials bzw. mit der Erde zu verbinden und gleichzeitig das Potential der leitenden Wand festzulegen.
Gemäss der Erfindung wird die metallene Hülle der Röhre über einen Widerstand mit der leitenden Wand verbunden. Durch diesen Widerstand kann eine beschränkte elektrische Ladung abgeleitet werden, wodurch ein Spannungsunterschied zwischen der Wand und der Hülle erzeugt wird.
Eine unmittelbare Verbindung zwischen Wand und Hülle, die bei verhältnismässig niedrigen Spannungen möglich ist, gibt bei höheren Spannungen zu einer starken Erhitzung der Metallwand Anlass. Dies ist wahrscheinlich auf den Aufprall der Elektronen auf der leitenden Wand zurückzuführen. Wird dagegen die Wand vollkommen isoliert gehalten, so lädt sich diese bei Betriebsspannungen über 100 kV unter Umständen stark negativ auf, so dass die isolierenden Teile der Röhre ungleichmässig belastet werden und der Vorteil der symmetrischen Ausgestaltung der Röhre teilweise verlorengeht.
Es hat sich gezeigt, dass bei einer Röhre gemäss der Erfindung Erhitzung der Metallwand nicht auftritt. Dies dürfte dem Einfluss des Spannungsverlustes in dem Widerstand auf das elektrische Feld im Entladungsraum zu verdanken sein, wodurch die Beschleunigung der Elektronen in der Richtung zur Metallwand stark herabgesetzt wird.
Die Vorteile bezüglich Befestigung und Handhabung der Röhren mit unmittelbarem Anschluss der Hülle an die leitende Wand bleiben beibehalten.
Gemäss der Erfindung kann der Widerstand von einer Hilfsentladungsbahn gebildet. werden.
Um das Potential der Wand möglichst konstant zu halten, kann ein Widerstand verwendet werden, der eine mit der Stromstärke zunehmende Leitfähigkeit besitzt. Es kann auch ein Widerstand benutzt werden, der erst über einer bestimmten Spannung leitend wird, unter dieser Spannung aber praktisch keinen Strom durchlässt.
Es kann auch vorteilhaft sein, eine Verbindung zwischen Wand und Hülle zu benutzen, deren Leitfähigkeit mit der Temperatur zunimmt.
Der Verbindungswiderstand kann ganz zwischen Wand und Hülle eingeschlossen sein, und in diesem Fall kann er z. B. aus einer leitenden oder halbleitenden Zwischenschicht bestehen. Er kann auch die Gestalt eines gleiehaehsig mit der Röhre aufgewickelten Drahtes oder Bandes aufweisen, die ganz oder teilweise in einer Zwischenschicht aus Isolierstoff eingeschlossen sein können. Im letzteren Fall wird eine
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sehr zweckmässige Bauart erzielt, wenn man dem Widerstand die Form einer in der Richtung der Röhrenachse ausgezogenen Spirale gibt.
Der Widerstand kann ferner aus einer Glimmlichtentladungsröhre bestehen. Durch Verwendung dieser Röhre als Widerstand kann die Bedingung erfüllt werden, dass die Leitfähigkeit mit der Stromstärke zunehmen soll. Es kommen auch Röhren mit reiner Elektronenentladung in Frage, und es kann dabei eine sogenannte kalte Kathode mit zugespitzter. Oberfläche benutzt werden.
Die Erfindung ist von besonderer Wichtigkeit bei Röntgenröhren) sie kann aber auch bei andern Röhren, z. B. Ventilröhren, angewendet werden.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt sind. Fig. 1 stellt eine Röntgenröhre im Schnitt dar, bei der eine Zwischenschicht angewendet wird, die aus einem Halbleiter besteht. In Fig. 2 und 3 sind Ausführungsformen von Röhren dargestellt, bei denen die Verbindung zwischen Wand und Hülle auf andere Weise hergestellt ist. Fig. 4 stellt eine Anordnung dar, bei der zwischen der Röhre und der schützenden Hülle eine Entladungsröhre angeordnet ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Röntgenröhre wird die Entladungsbahn von einer metallenen Wand 1 umgeben. Angeschmolzen gläserne Wandteile 2 und 3 von ungefähr gleichwertigem Isolationsvermögen verbinden diese Wand mit den Elektroden der Röhre, u. zw. mit der Anode 4 und der Kathode 5. Letztere ist ein Glühdraht, der von einer metallenen Sammelvorriehtung umschlossen ist. Die Wand 1 ist ihrerseits von einer metallenen Hülle 7 umgeben.
Ist die Glühkathode derart angeordnet, dass die Wand 1 von Elektronen getroffen wird, so kann diese Wand eine Ladung erhalten, die einer gleichmässigen Verteilung des Potentials entgegenwirkt.
Zwecks Ableitung dieser Ladung ist zwischen der Wand 1 und der Hülle 7 eine Zwischenschicht 8 vor-
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verbunden werden können. Zwischen diesen Hüllen und der Wand 11 ist ein Widerstand 16 in Form einer Funkenstrecke geschaltet. Statt einer Funkenstrecke kann auch ein gewöhnlicher Ohmscher Widerstand oder aber ein besonderer Widerstand benutzt werden, bei dem z. B. bei zunehmender Stromstärke die Leitfähigkeit zunimmt. Es kann unter anderm eine Elektronen-oder Glimmlichtentladungsröhre benutzt werden. Auch braucht sich der Widerstand nicht zwischen der Wand und der Hülle zu befinden.
In Fig. 3 ist eine Bauart dargestellt, bei der der Widerstand aus einem spiralförmig gewundenen, in der Achsenrichtung der Röhre ausgezogenen Draht 21 besteht, der die Wand 22 und die Hülle 23 verbindet und von einer isolierenden und Röntgenstrahlen absorbierenden Masse 24 eingeschlossen ist. Bei dieser Ausführung kann ein Widerstand für eine ziemlich grosse Leistung in einem beschränkten Raum untergebracht werden. Eine richtige Verteilung der elektrischen Belastung des Isolierstoffes 24 wird dadurch überdies gefördert.
Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung weist einen Schutzzylinder 25 auf, der aus mehreren Metallringen 26 bis 30 besteht, die voneinander durch isolierende Ringe 31 bis 34 getrennt sind und der ferner auf beiden Seiten der Metallringe mit Verlängerungsstücken 44 und 45 aus Isolierstoff versehen ist. Eine Röntgenröhre 35, deren mittlerer Teilleitend ist und von einem Metallring 36 unter elektrischer Verbindung umschlossen ist, ist symmetrisch im Zylinder 35 angeordnet. Die Röhre ist mittels eines Bestrahlungtubus 31 an dem Ring 28 befestigt.
Zuführungsleiter 38 und 39 vercinden die Elektroden der Röhre mit Anschlussteilen 40 und 41.
Der Ring 28 ist durch einen Leiter 42 mit der Erde verbunden und zwischen diesen Ring und den Ring 36 ist eine Entladungsröhre 43 geschaltet.
Die Kathode der Röhre 43 hat eine spitze Gestalt und ist mit dem Ring 36 und daher mit dem leitenden mittleren Teil der Röhrenwand verbunden, während die Anode durch eine flache Platte gebildet wird, die mit dem Ring 28 in Verbindung steht. Ist nun der leitende mittlere Teil der Röhre auf ein negatives Potential in bezug auf Erde geladen, so kann die Röhre 43 von einem Elektronenstrom durchflossen und. somit die Ladung abgeleitet werden. Infolge des Umstandes, dass mit der Stärke des abgeleiteten Stromes die Leitfähigkeit der Entladungsröhre 43 zunimmt, tritt bei zunehmendem Elektronenstrom keine Zunahme des Potentialunterschiedes zwischen den Ringen 28 und 36, jedenfalls keine Zunahme proportional zu der Stärke dieses Stromes auf.
Einer gleichmässigen Spannungsverteilung über die auf beiden Seiten des leitenden mittleren Teiles liegenden isolierenden Teile der Röhrenwand kommt man infolgedessen näher als bei Verwendung eines unveränderlichen Widerstandes.
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