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Es sind Röntgenapparate bekannt, bei denen die Röntgenröhre und der sie speisende Hoehspannungstransformator zusammen eine konstruktive Einheit bilden. Um den Nachteil zu verringern, dass bei diesen Apparaten die Beweglichkeit der Röntgenröhre durch den verhältnismässig grossen Umfang des angebauten Transformators beeinträchtigt wird, hat man die Röhre und den Transformator zusammen in Öl eingetaucht. Dadurch können die Abmessungen kleiner gehalten werden, und es kann auch die Röntgenröhre näher zum Transformator angeordnet sein. Man muss jedoch bei diesen Apparaten den Übelstand in Kauf nehmen, dass jene Ölmenge, welche die in der Röntgenröhre entwickelte, gegenüber der Verlustwärme des Transformators ganz geringe Wärmeenergie aufnimmt, auch den Transformator berührt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Röntgenapparat, der sich von den bisher bekannten Apparaten durch ausserordentlich geringe Abmessungen unterscheidet. Der Hochspannungstransformator dieses Röntgenapparates, der vorzugsweise als Manteltransformator ausgebildet ist, hat einen in der Längsrichtung geteilten oder axial durchlochten Schenkel, der die Röntgenröhre in sich aufnimmt.
Die Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist nicht auf Röntgenapparate beschränkt. Es kann auch in andern elektrischen Apparaten, wo ein Stromverbraucher von einem Transformator gespeist wird, der Zusammenbau auf erfindungsgemässe Weise vorgenommen werden, z. B. bei Entladungsröhren für Beleuchtungszwecke. Der äussere Umfang des Apparates wird dann durch den Stromverbraucher nur wenig oder gar nicht beeinflusst. Eine besonders praktische Formgebung erhält man, wenn der magnetische Körper eines Manteltransformators aus radial um den von diesem Transformator gespeisten Stromverbraucher herum angeordneten schnallenförmigen Blechen besteht. Diese Bleche können in an sich bekannter Weise in einer Anzahl von Paketen angeordnet sein. Zweckmässig wird dann der Transformator von einem Wellblechmantel umgeben, der in der Längsrichtung verlaufende Rillen besitzt.
Diese Rillen umgreifen die Ränder der Blechpaket und stützen sie ab.
Bei Anwendung der Erfindung auf einen Röntgenapparat wird vorzugsweise eine zylindrische Röntgenröhre verwendet, die vom Transformator symmetrisch umgeben ist. Wenn die Röntgenröhre eine grössere Länge als der Transformator hat, ragen gleich lange oder ungefähr gleich lange Röhrenenden zu beiden Seiten des Transformators heraus.
Der magnetische Körper des Transformators kann mit einem Längsschlitz versehen werden, durch den die Röntgenstrahlen nach aussen treten können. Dieser Schlitz wird nun zweckmässigerweise auch dazu benutzt, die Überleitungen von der Hochspannungswicklung zu den Röhrenenden an den beiden Endflächen des Transformators isoliert durch den magnetischen Körper hindurchzuführen. Damit die üblichen Einstülpungen der Röntgenröhre einen erheblichen Teil des Spannungsunterschiedes zwischen der von ihnen getragenen Elektrode und dem Transformatorkern aushalten können, werden die in sie eintretenden Überleitungen von in die Einstülpungen eingesetzten isolierenden, zentrisch durchbohrten Stöpseln abgestützt.
Die Wicklungen des radial um die Röntgenröhre angeordneten Transformators liegen in dem ringförmigen Fenster des magnetischen Körpers und sind durch die innenliegenden Teile der Bleche von der Röntgenröhre getrennt. Dadurch findet eine bessere Ausnützung des Raumes statt als z. B. bei einer bekannten Ausführung eines Röntgenapparates, bei der ein Hals der Röntgenröhre in das Fenster des Transformators eingesteckt ist.
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bleche an ihren Enden abgeschrägt oder abgerundet, damit in der Nähe liegende isolierende Teile der Röhrenwandung weniger stark elektrostatisch belastet werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Röntgenapparates gemäss der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Apparat und Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 1-1 der Fig. 1.
Die Fig. 3 und 4 beziehen sich auf eine andere Ausführungsform eines Apparates nach der Erfindung mit Manteltransformator, während die Fig. 5 und 6 ein Ausführungsbeispiel mit Kerntransformator betreffen.
In den Fig. 1 und 2 besitzt der Apparat einen ringförmigen Transformator, dessen Eisenkern aus schnallenförmigen Blechen 1 aufgebaut ist. Diese Bleche sind in Paketen 2 angeordnet, die beispielsweise je fünf bis zehn Bleche enthalten, jedoch auch aus mehr oder weniger Blechen bestehen können, und werden von einem Wellblechmantel 3 umgeben. Die Rillen dieses Mantels verlaufen in der Längsrichtung des Transformators, und die Blechpaket greifen, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in diese Rillen ein, so dass die gegenseitige Lage der Blechpaket gesichert ist.
In den vom Transformatoreisen gebildeten zentralen Hohlraum ist eine Röntgenröhre symmetrisch eingesetzt. Ihre Wandung besitzt einen metallenen Mittelteil 4, an den gläserne Hälse 5 und 6 angeschmolzen sind. Diese Hälse tragen die Elektroden der Röntgenröhre, nämlich die Anode 7 und die Kathode 8. Der Teil dieser Glashälse, der dem Transformator gegenüberliegt, ist mit einer gut anliegenden Stanniolschicht bedeckt, die bis zu den gestrichelten Linien 9 und 10 reicht. Durch diese Bekleidungen wird die Überschlagsgefahr vermindert, und es werden Zerstörungen der Glasteile vermieden. Dies ist
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wand und dem Transformatoreisen durch die Metallbekleidungen elektrostatisch abgeschirmt werden und dadurch in denselben keine Ionisation stattfinden kann. Diese aus dem Transformator herausragenden Röhrenhälse sind von Metallkappen 11 und 12 umgeben.
Ist die Leistung des Apparates derart, dass eine Kühlung der Röntgenröhre oder des Transformators erwünscht ist, so kann ein elektrisch angetriebener Ventilator an einer dieser Kappen, vorzugsweise auf der Anodenseite, befestigt werden.
Durch die Metallbekleidungen wird die Isolierlänge der angeschmolzenen Glashälse erheblich verringert. Es hat sich aber gezeigt, dass dies keine Nachteile mit sich zu bringen braucht. Es ist jedoch von Vorteil, wenn die einwärts gestülpten Teile 13 und 14 der Röhrenwand einen wesentlichen Teil des Spannungsgefälles aufnehmen. Um dies zu ermöglichen, sind in den Einstülpungen zentrisch durchbohrte Stöpsel 15 und 16 angeordnet, durch welche die vom Transformator zu den Elektroden der Röhre führenden Hochspannungsüberleitungen 17 und 18 abgestützt werden. Diese Überleitungen sind in hoehisolierende Röhren-oder Kabelabschnitte eingeschlossen.
Die Röntgenstrahlen müssen durch den Transformatorkern hindurch ungehindert nach aussen treten können. Darum ist ein Längsschlitz 19 ausgespart, welcher die Breite des Strahlenkegels hat und durch seine Keilform sich dem Strahlengang anpasst. Dieser Schlitz hat einen zweifachen Zweck, denn er dient gleichzeitig dazu, die Hochspannungsüberleitungen 17 und 18 isoliert durch den Transformatorkern hindurch austreten zu lassen. Da der ganze restliche Teil des Umrisses für die Anordnung des Transformatoreisens zur Verfügung bleibt, wird der Raumbedarf des Apparates äusserst gering.
In dem ringförmigen Fenster des Transformators liegen die konzentrisch ausgebildeten Wicklungen.
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wicklungen sind miteinander verbunden, und die Spulen sind derart gewickelt, dass die in ihnen induzierten Spannungen sich addieren. Die inneren Wicklungsschichten werden also beim Betriebe das Potential des magnetischen Körpers oder doch nahezu dieses Potential aufweisen, so dass der Verbindungsleiter der Wicklungen mit dem Eisenkörper geerdet werden kann. Die Hochspannungsenden des Transformators liegen an der Aussenseite. Ein Zylinder 23 aus Isoliermaterial verhindert das Auftreten von Überschlägen zwischen den äusseren Wicklungsschichten und dem Transformatorjoch.
Um einen Überschlag zwischen den mit Bezug aufeinander die volle Hochspannung aufweisenden Wicklungsteilen zu vermeiden, werden die Wicklungsschichten nach der Aussenseite hin kürzer bemessen. Auch kann infolgedessen ein Überschlag nach dem Transformatoreisen in der Längsrichtung weniger leicht stattfinden. Da die Wicklungen gegenüber dem Transformatoreisen nur die halbe Spannung aufweisen, ist es vollkommen mit den Betriebsbedingungen in Einklang, wenn die Zunahme des Abstandes vom Transformatoreisen auch nur halb so gross ist als die Zunahme des gegenseitigen Abstandes der Spulen. Die Trapezform der Spule hat auch den Vorteil, dass sich die Spulenform ebenso wie die Form des Schlitzes im Eisenkern dem Verlauf der durch das Fenster 24 austretenden Röntgenstrahlen anpasst.
Zur Halterung des Apparates kann ein Tragbügel 25 vorgesehen sein, der mit in Öffnungen der Metallkappen 11 und 12 eingreifenden Drehzapfen 26 und 27 versehen ist.
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Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die Transformatorbleche abgerundet. Dadurch wird dort, wo die elektrostatische Belastung der Röhrenwand anfängt, das elektrische Feld an der Ecke des Bleches abgeschwächt und die Röhrenwand weniger stark beansprucht.
Auf die beschriebene Weise ist es möglich, einen vollständigen Röntgenapparat für nicht allzu starke Beanspruchungen, z. B. zur Verwendung in der zahnärztlichen Praxis, herzustellen, dessen Länge ungefähr 20 cm und dessen Durchschnitt nicht mehr als 12 cm beträgt. Die angegebene Form des Transformators ist wegen der guten Abkühlungsmöglichkeit besonders zweckdienlich. Die beschriebene Bauart
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Falle kann die Anordnung eines Ventilators und ein etwas grösserer Kupferquerschnitt der Transformatorwindungen die gewünschte Vergrösserung der Belastbarkeit ermöglichen.
Es wurde früher bereits vorgeschlagen, die Transformatorwicklungen um eine Röntgenröhre herum anzuordnen. Gemäss diesem Vorschlag konnte auch ein Transformator mit Eisenkern verwendet werden, der sich im Innern der Röhre befand. Die Anordnung gemäss der Erfindung hat aber demgegen- über den Vorteil, dass sie die Verwendung eines Transformators mit geschlossenem Eisenkern möglich macht.
Wünscht man die Röntgenröhre mit einem Manteltransformator der gebräuchlichen Form zusammenzubauen, so kann dies in der in den Fig. 3 und 4 schematisch dargestellten Weise geschehen.
Der Transformatorschenkel ist dabei in der Längsrichtung geteilt, und die Blechpaket 28 und 29 sind wie die Blätter eines eingebundenen Buches rund herumgesetzt, so dass sie sich an die zylindrische Röntgenröhre 30 anlegen. Auch hier ist ein allzu starkes Zusammendrängen der Kraftlinien des elektrischen Feldes an den Ecken des Transformatorkernes durch die Abschrägung vermieden. Auch ein Kerntrans- formator kann nach dem Prinzip der Erfindung mit der Röhre zusammengebaut werden, z. B. in der aus den Fig. 5 und 6 ersichtlichen Weise, wobei die von den Transformatorspulen 31 umgebene Röntgenröhre 32 von dem in der Längsrichtung aufgeteilten Schenkel 33 des Transformators aufgenommen wird.
Der magnetische Kreis schliesst sich durch das Joch 34 um die Transformatorspulen herum.
Die an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebene Ausführungsform ist jedoch wegen der äusserst günstigen Ausnutzung des beanspruchten Raumes gegenüber den andern beschriebenen Ausführungsbeispielen zu bevorzugen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Apparat, insbesondere Röntgenapparat, bei welchem der Stromverbraucher (bei- spielsweise die Röntgenröhre) und der zur Speisung des Stromverbrauchers dienende Transformator zu einer konstruktiven Einheit zusammengebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator, der vorzugsweise als Manteltransformator ausgebildet ist, einen in der Längsrichtung geteilten oder axial durchlochten Schenkel aufweist, der den Stromverbraucher in sich aufnimmt.