CH151587A - Röntgenröhre mit umlaufender Antikathode. - Google Patents

Röntgenröhre mit umlaufender Antikathode.

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CH151587A
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Description


      Röntgenrötere        mit        umlaufender        Antikathode.       Das Patent Nr. 124857 bezieht sich auf  eine Röntgenröhre, die mit einer Antikathode  ausgestattet ist, die während des Betriebes  in Umdrehung versetzt wird,. da sie als An  ker eines Elektromotors ausgebildet ist.  Durch diese Bauart ist es möglich, die Be  lastung der Röhre stark zu steigern, da durch  die ununterbrochene Verstellung der     Brenn-          fleck    über die     Antikathodenoberfläche    das  Einbrennen in hohem Masse herabgesetzt  wird.  



  Die vorliegende Erfindung     betrifft    eine  Verbesserung der vorgenannten Röntgen  röhre, so dass sich diese noch besser zu dem  angestrebten Zweck, das heisst zu der An  wendung sehr grosser Belastungen, und zwar  bei nur kurzen Betriebspausen, eignet.  



  Wenn eine Röntgenröhre während einer  kurzen Zeit belastet wird, so kann man natür  lich eine stärkere Belastung anwenden als bei  längerem Betrieb. Nach einer starken, kurz  dauernden Belastung muss einige Zeit ge  wartet werden, bis die Antikathode genügend    abgekühlt ist, bevor .eine neue Belastungs  zeit beginnen kann. Ausser durch Wärme  strahlung erfolgt diese Kühlung dadurch,  dass die Teile, an denen die Antikathode be  festigt ist, die Wärme leiten und diese ihrer  seits durch Strahlung oder Konvektion ver  lieren.  



  Da eine Röhre mit umlaufender Anti  kathode stärker belastet werden kann,     wird     bei gleicher Belastungszeit in der Anti  kathode einer solchen Röhre auch eine grö  ssere Wärmemenge als in einer     gleichgrossen     Röhre mit ruhender Antikathode entwickelt  werden können. Zudem sind bei den bisher  beschriebenen Röhren mit umlaufender Anti  kathode die     Wärmeableitungsverhältnisse    un  günstig. Dies bringt mit sich, dass die zur  Abkühlung erforderliche Zeit unbequem lang  werden kann. Die Erfindung hat nun zum  Zweck, diese Abkühlungszeit abzukürzen.  



  Gemäss der Erfindung ist in einer  Röntgenröhre gemäss' dem Patentanspruch  des Patentes Nr. 124857 in bezug auf einen      Teil, der     in        thermischer    Berührung mit der  Antikathode die darin erzeugte Wärme ab  führt, eine relative Verstellung der Anti  kathode möglich, um dadurch den thermi  schen Kontakt während der Umdrehung un  terbrechen und bei Stillstand geschlossen  halten zu können.  



  Der wärmeleitende Kontakt. zwischen der  umlaufenden Antikathode und den Träger  teilen muss nämlich verhältnismässig unvoll  kommen     bleib::n,    da jede     Verbesserung    dieses  Kontaktes eine Reibungszunahme zur Folge  hat. Bei Stillstand kommt dieser     I\Tachteil     aber in Wegfall. Durch die vorliegende Er  findung wird nun erreicht,     @dass    die Reibung  während der Umdrehung möglichst gering  ist, während bei Stillstand der Antikathode  ein sehr     guter    wärmeleitender Kontakt zwi  schen dem beweglichen und einem festen Teil  erzielt werden kann.  



  Die relative Verstellung der Antikathode  in bezug auf den die Wärme abführenden  Teil kann auf verschiedene Weise erfolgen,  zum Beispiel unter Einfluss der Schwerkraft  oder einer magnetischen Kraft, und kann  dadurch ermöglicht werden, dass der Teil ge  gen die Antikathode und von dieser weg  bewegt wird. Eine sehr einfache Lösung wird  aber erzielt, wenn die Antikathode etwas  Spielraum in     achsialer    Richtung hat, so dass  sie in dieser Richtung verstellt und mit     ein=er     die Wärme abführenden Oberfläche in Be  rührung gebracht oder davon entfernt wer  den kann.  



  Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen,  dass' die Röhre umgedreht wird. In einer  Stellung ruht dann die Antikathode durch  ihr Gewicht auf dem die Wärme abführen  den Teil, während in der entgegengesetzten  Stellung der Röhre die thermischen Berüh  rungsflächen der Antikathode und dieses  Teils sich voneinander entfernen, so dass die  Antikathode ohne Reibung zwischen diesen  Flächen umlaufen kann.  



       Vorteilhaft    kann man auch die magne  tische Kraft des Ständers des Motors zur  Erzielung der Relativverstellung benutzen.    Die Anordnung des Ständers in bezug auf  den     Läufer    kann nämlich so gewählt wer  den, dass letzterer von dem Ständer eine       Kraft    in     achsialer    Richtung erfährt, die  einer andern, auf die Antikathode einwirken  den Kraft (Schwerkraft, Federkraft) ent  gegenwirkt.  



  Für eine schnelle Kühlung empfiehlt es  sich, dass sich der die Wärme abführende Teil  grösstenteils innerhalb des hohlen     Antikatho-          denkörpers    befindet.  



  In der Zeichnung sind zwei beispiels  weise Ausführungsformen einer Röntgen  röhre gemäss der Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt einen Teil einer Röntgen  röhre, in der die von - dem     Magnetfeld    des  Ständers auf die Antikathode ausgeübte  Kraft eine Komponente hat, die der Kraft  einer Feder entgegenwirkt; bei der Ausfüh  rungsform nach       Fig.    2 bewirkt die Schwerkraft- das An  liegen des     Antikathodenkörpers    an den die  Wärme abführenden Teil.  



  In     Fig.    1 ist 1 die teilweise aus     :Metall     bestehende Wand der Röntgenröhre. Ein  gläserner Wandteil 2 liegt im mittleren Teile  der Röhre zwischen zwei Metallschichten 3  und 4, die miteinander leitend verbunden  sind.   Die Röhre ist vom Ständer eines Induk  tionsmotors umgeben, bestehend aus dem  Blechpaket 5, worin die Wicklungen 6 an  geordnet sind. Falls diese Wicklungen an  eine geeignete     Wechselstromquelle    angeschlos  sen werden, erzeugen sie ein magnetisches  Drehfeld, das die Antikathode 8 der Rönt  genröhre in Umdrehung versetzt. Die Anti  kathode besteht in der     Ilauptsaehe    aus einem  Kupferteil 9 und aus einem Eisenteil 11.

    Der Kupferteil weist eine konische     Endfläche     auf, in der in dem Gebiete, wo die Kathoden  strahlen die Antikathode treffen und so den       Brennfleck    auf ihr erzeugen, ein ringförmiges  Einlagestück 10 aus Wolfram eingebettet ist.  Die Kathode der Röhre ist in der Zeichnung  nicht dargestellt. Der Eisenteil ist ring  förmig und an der obern Seite in den Kupfer  teil geschraubt. Zwischen diesem Ring 11      und dem     Kupferteil    9 ist ein Zylinder 14  eingeklemmt, der ebenfalls aus Kupfer be  stehen kann.  



  Der Ring 11.bildet zusammen mit dem  um diesen herum angeordneten Kupferman  tel den induzierten Teil des Induktionsmotors.  Der Läufer ist mit Lagerschalen 12 und 13  versehen. Damit die Lagerschalen bequem  angeordnet werden können, sind sie aus zwei  oder mehr Teilen zusammengesetzt, die be  ziehungsweise von dem Eisenring 11 und von  dem Kupferzylinder 14 zusammengehalten  werden. Diese Lagerschalen umgeben die ru  hende hohle Spindel 15 und bestehen vor  zugsweise aus einem Stoff, der weniger hart  ist und einen grösseren Ausdehnungskoeffi  zienten besitzt als der Stoff, über den sie  sich bewegen.

   Sie können zum Beispiel aus  einer     Kupfergraphitlegierung    hergestellt sein,  während die Spindel 15 aus einer Chrom  eisenlegierung bestehen kann, so dass es mög  lich ist, sie mit dem Rand 16 an den Glasteil  der Röntgenröhre     anzuschmelzen.    Dis Spindel  15 endigt in einen     Gusskopf    17, der den die  Wärme abführenden Teil bildet und eine  kegelförmige     Endfläche    18 aufweist, die mit  einer sich genau an diesen Teil anschmiegen  den Fläche des     Antikathodenteils    9 in Be  rührung ist.  



  In dem Kopf 17 befindet sich eine Höh  lung, in die mittelst einer Röhre 19 eine  Kühlflüssigkeit hineingebracht werden kann.  Diese Flüssigkeit kann zwischen der innern  Wand der Spindel und der Aussenwand der  Röhre 19 zurückfliessen, so dass eine ununter  brochene     Durchspülung    aufrecht erhalten  werden kann. Die Spindel 15 setzt sich nach  oben in eine für die Abfuhr der Flüssigkeit  und für die Stromleitung bestimmte Röhre  20 fort.  



  Innerhalb des Zylinders 14 ist eine  Schraubenfeder 21 angeordnet, die einerseits  gegen den Ring 11 und anderseits gegen die  Lagerschale 13 drückt, die seinerseits die  Kraft auf die ringförmige Gleitfläche 22  des     Spindelkopfes    17 überträgt. Die Lager  schale 13 ist nämlich nicht fest an der       Antikathode    befestigt, sondern kann sich    in     bezug    auf den Zylinder 14 in     achsialem     Sinne etwas verstellen. Bei dieser     achsialen     Verstellung stösst die erwähnte Schale aber  bald an eine Rippe 23 des Zylinders 14, so  dass nur eine geringe     Verstellung    möglich ist.  Die Umdrehung der Lagerschale 13 in bezug  auf den Zylinder 14 ist durch einen Keil 24  verhindert.  



  Durch die Federkraft wird der Ring     11     und folglich die ganze Antikathode mit. dem  Zylinder 14 gehoben, so dass die     innere    ko  nische Fläche des Kupferteils 9 der Anti  kathode an der Vorderfläche 18 des die  Wärme abführenden Teils 17 anliegt.  



  Wenn nun der Strom durch die Magnet  wicklungen eingeschaltet wird, so übt das  Magnetfeld auf den asymmetrisch in bezug  auf dieses Feld angeordneten Ring 11 eine  Kraft nach unten aus, welche die Federkraft  übertrifft. Infolgedessen verstellt sich die  Antikathode     achsial    in bezug auf die Spin  del 15, wobei aber die Lagerschale 13, die  an der Gleitfläche 22 anliegt, an Ort und  Stelle bleibt. Die Rippe 23 kommt nun an  den Rand der Lagerschale 13 anzuliegen.  Hierdurch entsteht aber keine schädliche  Reibung, denn der Zylinder 14 und die Lager  schale 13 drehen sich nicht in bezug aufein  ander.  



  Die Berührung mit der Fläche 18 wird  durch die Verstellung der Antikathode auf  gehoben, so dass die durch     fliese    Berührung  verursachte Reibung nicht weiter besteht..  Die Antikathode kann folglich mit einer  Reibung umlaufen, die, trotz der relativ  hohen, an der Fläche 22 herrschenden     An-          pressunLyskraft,    dank der Benützung der er  wähnten     Materialien,    gering bleibt.  



       Wenn    nach Ablauf der Belastungszeit der  Strom in der Wicklung 6 ausgeschaltet wird,  so hört die     Magnetkraft    zu wirken auf und  die Feder hebt den     Antikathodenkörper,    so  dass die Vorderfläche 18 wieder mit der  nunmehr stillstehenden Antikathode in Be  rührung gebracht wird. Die infolge der Be  lastung an der     Antikathodenoberfläche    er  zeugte Wärme kann durch den Kupferteil 9      infolge des wärmeleitenden     Kontaktes    zwi  schen der Antikathode und dem durch eine  Flüssigkeit innengekühlten Teil 17 schnell  abgeführt werden, so dass die Temperatur der  Antikathode nach sehr kurzer Zeit in ge  nügendem Masse abgenommen hat, um aufs  neue zu belasten.  



  Wenn man die magnetische Kraft des  Feldes und die Federkraft genügend gross  macht, kann der Einfluss des Gewichtes der  Antikathode derart herabgesetzt werden, dass  die Einrichtung in jeder beliebigen Stellung  der Röhre funktioniert.  



  Wenn aber die Röhre nur in einer Stel  lung benutzt wird, kann zum Beispiel die  in     Fig.    2 schematisch dargestellte Bauart  angewendet werden. Diese Figur zeigt den  mittleren Teil einer zylindrischen Röntgen  röhre, in der die Antikathode 30 durch ihr  Gewicht auf den     Spindelkopf    31 gedrückt  wird. Durch das Magnetfeld wird der Eisen  ring 32 gehoben und infolgedessen die Be  rührung zwischen der Antikathode 30 und  der Vorderfläche des Kopfes 31 unterbrochen,  so dass die Antikathode in dem Feld um  laufen kann. Nach Ausschaltung des Stromes  sinkt der     Antikathodenkörper    infolge seines  Gewichtes wieder auf den die Wärme abfüh  renden Kopf 31 zurück.  



  In der in     Fig.    2 dargestellten Bauart  kann die Verstellung auch dadurch erzielt  werden, dass die Röhre umgekehrt wird. In  diesem Falle wird infolge der Schwerkraft  die Antikathode in einer Stellung der Röhre  mit dem Kühlteil in Berührung gebracht  und in der andern Stellung der wärmeleitende  Kontakt unterbrochen, wobei zu gleicher Zeit  die Reibung zwischen den thermischen Kon  taktflächen aufgehoben wird.  



  Die Wand der in     Fig.    2 dargestellten  Röntgenröhre weist einen Teil auf, der von  einem metallischen, zum Beispiel aus Chrom  eisen bestehenden Zylinder 33 gebildet wird,  der mit seinem Rande an einen Glasteil 34  der Röhre     angeschmolzen    ist. Dieser, der  ebenso wie die in     Fig.    1 dargestellten metal  lischen Wandteile 3 und 4 während des Be  triebes der Röhre an Erde gelegt ist, besitzt    ein Fenster 35 zum Durchlassen des von dem  Brennfleck der Antikathode     ausgesandten     Röntgenstrahlenbündels.  



  Eine sich längs dem 'nicht veranschau  lichten Magnetsystem erstreckende, leitende  Bekleidung 36 an der innern Seite des glä  sernen Wandteils der Röhre bildet in elek  trischer Hinsicht eine Fortsetzung des Me  tallzylinders 33 und verhindert die Entste  hung eines elektrischen Feldes in dem Luft  spalt des ausserhalb der Röntgenröhre ange  ordneten Motors. Das Magnetsystem kann die  Röhre folglich eng umschliessen, wie aus     Fig.     1 ersichtlich ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Röntgenröhre mit umlaufender Anti kathode nach Patentanspruch des Haupt patentes Nr. 124857, dadurch gekennzeich net, dass in bezug auf einen Teil, der bei thermischer Berührung mit der Antikathode die darin erzeugte Wärme abführt, eine re lative Verstellung der Antikathode möglich ist, um dadurch den thermischen Kontakt während der Umdrehung unterbrochen und bei Stillstand geschlossen halten zu können. UNTERANSPRüCHE: 1. Röntgenröhre nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die relative Verstellung durch die Schwerkraft be wirkt wird. 2. Röntgenröhre nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die relative Verstellung durch .eine magnetische Kraft bewirkt wird. 3.
    Röntgenröhre nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die relative Verstellung durch einen Spielraum der Antikathode in achsialer Richtung mög lich ist. 4. Röntgenröhre nach Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antikathode von dem Magnetfeld des Motorständers eine Kraft in achsialer Richtung erfährt, die einer andern, auf die Antikathode einwirkenden Kraft ent gegenwirkt. 5. Röntgenröhre nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass sich der die Wärme abführende Teil grösstenteils in- nerhalb des hohl ausgeführten AntikatIlo- denkörpers befindet.
CH151587D 1927-01-18 1930-07-22 Röntgenröhre mit umlaufender Antikathode. CH151587A (de)

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