DE1239783B

DE1239783B - Device for controlling and monitoring the speed of rotation of rotating anode x-ray tubes

Info

Publication number: DE1239783B
Application number: DEP31760A
Authority: DE
Inventors: William Robert Mclaughlin
Original assignee: Picker X Ray Corp
Current assignee: Picker X Ray Corp
Priority date: 1962-08-14
Filing date: 1963-05-07
Publication date: 1967-05-03

Description

DEUTSCHES IM PATENTAMTGERMAN IN THE PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

DeutscheKl.: 21g-20/06 German class: 21g-20/06

Nummer: 1239 783Number: 1239 783

Aktenzeichen: P 31760 VIII c/21 gFile number: P 31760 VIII c / 21 g

1 239 783 Anmeldetag: 7.Mail9631 239 783 Filing date: 7th Mail963

Auslegetag: 3. Mai 1967Open date: May 3, 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern und Überwachen der Umdrehungsgeschwindigkeit von Drehanoden - Röntgenröhren, deren Anode in einem Lager läuft und durch eine Statorwicklung angetrieben wird und bei der zum Überwachen des Drehanodenlaufes an der Röntgenröhre eine auf akustische Schwingungen des Lagergeräusches der Drehanode ansprechende und ein elektrisches Signal abgebende Wandlereinrichtung vorgesehen ist.The invention relates to a device for controlling and monitoring the speed of rotation of rotating anodes - X-ray tubes, the anode of which runs in a bearing and through a stator winding is driven and for monitoring the rotating anode run on the X-ray tube one responsive to acoustic vibrations of the bearing noise of the rotating anode and one electrical Signal-emitting converter device is provided.

Bei Drehanoden-Röntgenröhren ist darauf zu achten, daß die Röntgenaufnahmen nicht bei stehender oder bei nicht hinreichend schnell bewegter Drehanode durchgeführt werden. Es sind bereits verschiedene Sicherheitsvorrichtungen für diesen Zweck bekanntgeworden (vgl. deutsche Patentschrift 929 142 und deutsche Auslegeschriften 1 091244, 1105 530). Zu solchen die Drehanoden-Umlaufgeschwindigkeit unmittelbar überwachenden Sicherheitsvorrichtungen zählen beispielsweise Tonrad, Vibrationsschalter oder Mikrophon. Beispielsweise ist bei einer bekannten Sicherheitsvorrichtung in der Nähe oder an bzw. in der die Drehanoden-Röntgenröhre enthaltenden Schutzhaube ein Mikrophon angeordnet, das über einen Verstärker ein Überwachungsmittel steuert, das beim Wegbleiben des durch die umlaufende Anode verursachten Geräusches ein Alarmsignal einschaltet und/oder die sofortige Ausschaltung veranlaßt. Als nachteilig hat sich jedoch bei dieser Schutzvorrichtung ergeben, daß es schwierig ist, das Überwachungsmittel auf ein bestimmtes Geräusch bzw. Lautstärke abzustimmen. Die auf verschiedene Ursachen zurückzuführenden störenden Nebengeräusche wirkten sich durch Mitschwingen der Bauelemente direkt auf das Mikrophon aus, so daß man mit der bekannten Anordnung keine befriedigenden Ergebnisse erzielen konnte.In the case of rotating anode X-ray tubes, care must be taken that the X-ray images are not taken in a standing position or if the rotating anode is not moving fast enough. They are already different Safety devices for this purpose have become known (see German patent specification 929 142 and German Auslegeschriften 1 091244, 1105 530). To such the rotating anode rotational speed Directly monitoring safety devices include, for example, tone wheel, vibration switch or Microphone. For example, in a known security device in the vicinity or on or in the protective hood containing the rotating anode x-ray tube, a microphone is arranged, which is over an amplifier controls a monitoring means, which when there is no by the revolving anode caused noise switches on an alarm signal and / or causes the immediate switch-off. as However, it has been found disadvantageous in this protective device that it is difficult to control the monitoring means to tune to a certain noise or volume. The disturbing background noises that can be traced back to various causes had a direct effect on the microphone through the resonance of the components, so that one could not achieve satisfactory results with the known arrangement.

Es ist auch bekannt, zur Schonung der Drehanodenlager Mittel zur Abbremsung der Auslaufzeit der Anode vorzusehen (vgl. deutsche Auslegeschrift 1091244). Eine solche Abbremsung erfolgt beispielsweise, solange die Anode eine relativ hohe Drehzahl hat, dadurch, daß eine Wechselspannung geringerer Frequenz an den Stator angeschaltet wird. Eine weitere Abbremsung läßt sich durch ein Umpolen dieser Spannung für die einzelnen Phasen für die Erregerwicklungen erzielen. Der umgepolte Statorstrom bleibt natürlich nur so lange eingeschaltet, bis die Rotation der Drehanode abgeklungen ist.It is also known, to protect the rotating anode bearings, means for slowing down the run-down time the anode (see German Auslegeschrift 1091244). Such a deceleration occurs, for example, as long as the anode has a relatively high speed, in that an alternating voltage is lower Frequency is switched to the stator. A further deceleration can be achieved by reversing the polarity achieve this voltage for the individual phases for the excitation windings. The reversed stator current Of course, it only remains switched on until the rotation of the rotating anode has subsided.

Für die Praxis ist es wichtig, daß ein Röntgengerät sich sowohl für Röntgenaufnahmen als auch für Durchleuchtungen verwenden läßt. Bei Verwendung Vorrichtung zum Steuern und Überwachen der
Umdrehungsgeschwindigkeit von
Drehanoden-RöntgenröhrenIn practice it is important that an X-ray device can be used for both X-ray exposures and fluoroscopy. When using a device for controlling and monitoring the
Rotation speed of
Rotating anode x-ray tubes

Anmelder:Applicant:

Picker X-Ray Corporation, Cleveland, Ohio
(V.StA.)Picker X-Ray Corporation, Cleveland, Ohio
(V.StA.)

Vertreter:Representative:

Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
München-Solln, Franz-Hals-Str. 21Dr. phil. GB Hagen, patent attorney,
Munich-Solln, Franz-Hals-Str. 21

Als Erfinder benannt:
William Robert McLaughlin,
Willoughby, Ohio (V. St. A.)Named as inventor:
William Robert McLaughlin,
Willoughby, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 14. August 1962 (216 873)V. St. v. America dated August 14, 1962 (216 873)

des Gerätes für Durchleuchtungszwecke führt die Röntgenröhre einen Strom von nur ungefähr 1 bis 5 Milliampere gegenüber etwa 200 Milliampere bei Röntgenaufnahmen. Da folglich beim Durchleuchten weniger Wärme entsteht, kann in diesem Fall die Anodendrehgeschwindigkeit sehr viel kleiner sein als bei Röntgenaufnahmen. Bei niedrigerer Anodendrehgeschwindigkeit werden nicht nur die Anodenlager geschont, sondern es erhöht sich auch die für das Röntgenröhrengehäuse zulässige Belichtungsdauer. Wenn beim Durchleuchten sich die Anode mit der Höchstgeschwindigkeit drehen würde, so würde ein erheblicher Teil der auftretenden Wärme von den Induktionsmotorwicklungen der Drehanode erzeugt werden. Dies ist besonders deshalb der Fall, weil beim Durchleuchten mit verhältnismäßig niedrigen Energien gearbeitet wird, während die Dauer der jeweiligen Untersuchungen verhältnismäßig lang ist.of the fluoroscopic device, the X-ray tube carries a current of only about 1 to 5 milliamps versus about 200 milliamps for x-rays. As consequently when x-raying If less heat is generated, the anode rotation speed can be much lower than in this case for x-rays. At a lower anode rotation speed, it is not just the anode bearings that become protected, but it also increases the exposure time permissible for the X-ray tube housing. If the anode rotated at maximum speed during fluoroscopy, it would become a a considerable part of the heat generated is generated by the induction motor windings of the rotating anode will. This is particularly the case because when x-raying with relatively low Energies is worked, while the duration of the respective examinations is relatively long.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Steuern und Überwachen der Umdrehungsgeschwindigkeit von Drehanoden-Röntgenröhren unter Verwendung einer ein elektrisches Signal abgebenden Wandlereinrichtung, die auf akustische Schwingungen des Lagergeräusches der Drehanode anspricht und bei der die bei den bekannten Schutzeinrichtungen auftretenden Störungen vermieden werden; insbesondere soll der Einfluß störender Nebengeräusche beseitigt werden.The object of the present invention is to create a device for controlling and monitoring the speed of rotation of rotating anode x-ray tubes using an electric Signal-emitting transducer device that responds to acoustic vibrations of the bearing noise the rotating anode responds and the disturbances occurring with the known protective devices be avoided; in particular, the influence of disturbing background noises should be eliminated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandlereinrichtung auf eine von Änderungen der Umdrehungsgeschwindigkeit frequenz-According to the invention, this object is achieved in that the converter device reacts to one of changes the speed of rotation frequency

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mäßig nicht wesentlich beeinflußte Eigenfrequenz (etwa zwischen 3500 und 6500 Hertz) des Frequenzspektrums des Lagerlaufgeräusches der Anode selektiv abgestimmt ist, deren Amplitude zumindest für den Drehgeschwindigkeitsbereich niedriger Drehzahlen bis etwa 1000 UpM proportional der Drehgeschwindigkeit ist, und daß die Wandlereinrichtung ein elektrisches Steuersignal abgibt, das in diesem Bereich niedriger Drehzahlen der Drehgeschwindigkeit proportional ist.natural frequency (approximately between 3500 and 6500 Hertz) of the frequency spectrum not significantly influenced of the bearing running noise of the anode is selectively tuned, the amplitude of which is at least for the rotational speed range of low speeds up to about 1000 rpm proportional to the rotational speed is, and that the converter device outputs an electrical control signal in this Low speed range of rotation speed is proportional.

Um die Drehanoden-Röntgenröhre auf einfache und wirtschaftliche Weise je nach Bedarf wahlweise für Röntgenaufnahmen und Durchleuchtungen einsetzen zu können, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Vorrichtung so eingerichtet, daß die Wandlereinrichtung über einen Regelkreis die Stromzufuhr zu den Statorwicklungen und damit die Drehgeschwindigkeit der Anode selektiv in Abhängigkeit vom ausgewählten Betriebszustand für die Röntgenröhre steuert.To choose the rotating anode X-ray tube in a simple and economical way as required Being able to use it for x-rays and fluoroscopy is after further training of the invention, the device is set up so that the converter device via a control loop Power supply to the stator windings and thus the rotational speed of the anode selectively as a function controls the selected operating state for the X-ray tube.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Zeichnung, einem schematischen Schaltbild der Vorrichtung, dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the single drawing, a schematic circuit diagram of the device, shown and will be described in more detail below.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung wird ein Frequenzverdoppler dazu verwendet, die Statorwicklungen des Drehanodenmotors der Röntgenröhre mit einer Spannung von 240 Volt und 120 Hertz aus einem Netz von 120 Volt und 60 Hertz zu speisen. Dies ergibt eine 3' Anodendrehgeschwindigkeit von ungefähr 7200 UpM. Obwohl man durch weitere Vervielfachung der Netzfrequenz die Anodendrehgeschwindigkeit noch weiter steigern könnte, ist der damit erzielbare zusätzliche Vorteil, gemessen an dem hierfür erforderlichen erhöhten Geräteaufwand und den entsprechenden Kosten, ziemlich unbedeutend. Theoretisch erhöht sich zwar bei größeren Anodendrehgeschwindigkeiten die zulässige Strombelastung der Röhre, doch wird in der Praxis sehr bald eine nicht überschreitbare Grenze erreicht. Bei Anodendrehgeschwindigkeiten von mehr als ungefähr 8000 bis 10 000 UpM wirkt sich eine v/eitere Drehzahlsteigerung nur mehr sehr wenig auf die maximal zulässige Strombelastung aus, weil bei derart hohen Geschwindigkeiten ein Punkt auf der Antikathode sich nicht lange genug außerhalb des Beschußbereiches des Elektronenstromes befindet, um die aufgespeicherte Wärme abzuleiten.In the control and monitoring device according to the invention, a frequency doubler is used to feed the stator windings of the rotating anode motor of the X-ray tube with a voltage of 240 volts and 120 hertz from a network of 120 volts and 60 hertz. This gives a 3 ' anode rotation speed of approximately 7200 RPM. Although the anode rotation speed could be increased even further by further multiplication of the mains frequency, the additional advantage that can be achieved with it is rather insignificant when measured against the increased equipment outlay required for this and the corresponding costs. Theoretically, the permissible current load of the tube increases at higher anode rotation speeds, but in practice a limit that cannot be exceeded is reached very soon. At anode rotation speeds of more than approximately 8000 to 10 000 rpm, a further increase in speed has only very little effect on the maximum permissible current load, because at such high speeds a point on the anticathode is not long enough outside the bombardment area of the electron current, to dissipate the stored heat.

Als eine weitere Sicherheitsmaßnahme ist vorgesehen, daß die Röntgenröhre nur dann eingeschaltet werden kann, wenn die Drehgeschwindigkeit der Anode oberhalb eines bestimmten mindestzulässigen 'Wertes liegt. Die entsprechende Sicherheitsschaltung enthält eine Aufnahmeeinrichtung, die auf die Lautstärke des Laufgeräusches, das bei der Drehung der Anode in ihren Lagern erzeugt wird, anspricht. Das Lagerlaufgeräusch der Drehanode einer Röntgenröhre hat eine charakteristische Frequenz, die sehr gut von anderweitigen Fremdgeräuschen unterscheidbar ist. Und zwar kann das Lauf geräusch unmittelbar von dem Augenblick an, da die Anode rotiert, wahrgenommen werden, und seine Lautstärke erhöht sich mit der Drehgeschwindigkeit bis ungefähr 1000 UpM. Eine weitere Erhöhung der Anodendrehgeschwindigkeit ruft keine nennenswerte Änderung in der Laut- t stärke des Laufgeräusches mehr hervor.As a further safety measure, it is provided that the X-ray tube can only be switched on when the rotational speed of the anode is above a certain minimum permissible value. The corresponding safety circuit contains a recording device which responds to the volume of the running noise that is generated in its bearings when the anode rotates. The running noise of the rotating anode of an X-ray tube has a characteristic frequency that can be easily distinguished from other extraneous noises. Namely, the running noise can be perceived immediately from the moment the anode rotates, and its volume increases with the speed of rotation up to about 1000 rpm. A further increase of the anode rotation speed does not cause any significant change in the phonetic t running noise strength out more.

Die Aufnahmeeinrichtung enthält eine piezoelektrische Keramikzunge, die einen dem Lautpegel desThe recording device contains a piezoelectric ceramic tongue, which is one of the sound level of the

Lagerlaufgeräusches proportionalen elektrischen Impuls erzeugt. Der elektrische Impuls wird verstärkt und dann dazu verwendet, ein Relais zu betätigen, wenn die Drehgeschwindigkeit der Anode den Wert von 1000 UpM durchläuft. Das Relais setzt die Zeitgeberschaltung in Gang, die ihrerseits die Röntgenröhre für die jeweilige Belichtungsdauer an die Hochspannungsquelle anschaltet. Wenn die Anode den Drehgeschwindigkeitswert von 1000 UpM nicht erreicht, wird das akustische Relais nicht erregt. Das Regulierungssystem stellt daher sicher, daß beim Einschalten der Röhre die Anode mit mehr als mindestens 1000 UpM rotiert. Dies gibt einen ausreichenden Schutz, da gewährleistet ist, daß erstens die Anodenlager nicht festgefressen oder anderweitig in mangelhaftem Zustand sind und zweitens die Regulierschaltung nicht unterbrochen ist.Bearing running noise generated proportional electrical impulse. The electrical impulse is amplified and then used to operate a relay when the speed of rotation of the anode reaches the value of 1000 rpm. The relay sets the timer circuit in motion, which in turn sets the X-ray tube for the respective exposure time to the high voltage source. When the anode is the If the rotational speed value of 1000 rpm is not reached, the acoustic relay is not energized. That Regulation system therefore ensures that when the tube is switched on, the anode with more than rotates at least 1000 rpm. This gives sufficient protection since it ensures that firstly the anode bearings are not seized up or otherwise in poor condition and, secondly, the Control circuit is not interrupted.

Eine dynamische Bremsung ist besonders wichtig wegen der durch den Frequenzverdoppler erzeugten hohen Anodendrehgeschwindigkeit. Röntgenröhren haben im allgemeinen einen kritischen Drehgeschwindigkeitsbereich von ungefähr 4000 bis 5000 UpM, bei dem extreme Schwingungen in der Röhre auftreten. Diese Schwingungen können dazu führen, daß die Glasdichtungen der Röhre brechen. Wenn die Anode durch den kritischen Bereich von 4000 bis 5000 UpM im Leerlauf gehen kann, wird durch die Schwingungen die Röhre möglicherweise sogar zerstört. Außerdem werden bei hohen Drehgeschwindigkeiten die Lager übermäßig abgenutzt. Das heißt, jede einzelne Umdrehung verursacht bei höherer Geschwindigkeit einen stärkeren Lagerverschleiß als bei niedrigerer Geschwindigkeit. Es ist daher sehr wichtig, daß die Anode so schnell wie möglich auf Stillstand abgebremst wird. Die vorgesehene dynamische Bremsung hat sich als äußerst wirksam erwiesen und vermag die Drehung der Anode binnen einer halben Sekunde zu stoppen.Dynamic braking is particularly important because of those generated by the frequency doubler high anode rotation speed. X-ray tubes generally have a critical speed range from about 4000 to 5000 rpm, at which extreme vibrations occur in the tube. These vibrations can cause the tube's glass seals to break. When the anode Can go through the critical range of 4000 to 5000 rpm when idling, is caused by the vibrations the tube may even be destroyed. In addition, the Bearing excessively worn. That means, every single revolution causes at higher speed greater bearing wear than at lower speeds. It is therefore very important that the The anode is braked to a standstill as quickly as possible. The intended dynamic braking has proven to be extremely effective and can rotate the anode within half a second to stop.

Die dynamische Bremsung wird in der Weise bewirkt, daß die 60-Hertz-Netzspannung den Statorwicklungen des Drehanodenmotors phasenverkehrt gegenüber der Frequenzverdoppler-Ausgangsspannung von 240 Volt und 120 Hertz zugeleitet wird. Durch die Phasenumkehr wird die Drehanode in der Gegenrichtung beschleunigt und damit effektiv gebremst, bis sie annähernd stillsteht; in diesem Augenblick wird die Brems- oder Gegenlaufspannung abgeschaltet, ehe der Motor sich in der Gegenrichtung zu drehen beginnt. Diese Art von Regelung ist hauptsächlich deshalb möglich, weil die Keramikzunge sehr empfindlich auf jegliche Bewegung der Anode in ihren Lagern anspricht. Das akustische Relais ist vorzugsweise so eingestellt, daß es gerade dann abfällt und die Gegenlaufspannung abschaltet, wenn die Anode den Punkt des Stillstands erreicht. Die gesamte Anordnung mit Zunge und Verstärker bildet ein akustisches Relais.The dynamic braking is effected in such a way that the 60 Hertz mains voltage is applied to the stator windings of the rotating anode motor is out of phase with respect to the frequency doubler output voltage of 240 volts and 120 hertz. By reversing the phase, the rotating anode is in the Accelerated in the opposite direction and thus effectively braked until it almost comes to a standstill; at this moment the braking or reverse voltage is switched off before the motor moves in the opposite direction starts to turn. This type of regulation is possible mainly because of the ceramic tongue is very sensitive to any movement of the anode in its bearings. The acoustic relay is preferably set so that it drops and the counter-rotating voltage switches off just when the anode reaches the point of standstill. The entire arrangement with tongue and amplifier forms an acoustic relay.

Wenn die Drehanoden-Röntgenröhre für Durchleuchtungszwecke verwendet wird, werden die Statorwicklungen nur periodisch intermittierend mit elektrischer Energie gespeist, um die Drehgeschwindigkeit der Anode innerhalb bestimmter Grenzen, beispielsweise im Bereich von 100 bis 1000 UpM zu halten. Bei der Durchleuchtung dient das akustische Relais dazu, die Statorwicklungen von der Speisespannungsquelle abzuschalten, wenn die Anodendrehgeschwindigkeit den Wert von 1000 UpM erreicht. Die Anode läuft sodann leer, bis sie den Wert von 100 UpMWhen the rotating anode x-ray tube is used for fluoroscopic purposes, the stator windings are used only periodically intermittently fed with electrical energy to increase the speed of rotation the anode within certain limits, for example in the range from 100 to 1000 rpm. In fluoroscopy, the acoustic relay is used to switch off the stator windings from the supply voltage source when the anode is rotating at the same speed reaches the value of 1000 rpm. The anode then runs empty until it reaches 100 rpm

erreicht, bei dem das akustische Relais die Statorwicklungen wieder an die Speisespannungsquelle anschaltet. Die periodische Ein- und Ausschaltung mit der sich ergebenden raschen Beschleunigung und allmählichen Verlangsamung der Drehanode dauert über die gesamte Durchleuchtungsuntersuchung an.achieved in which the acoustic relay connects the stator windings back to the supply voltage source turns on. The periodic switching on and off with the resulting rapid acceleration and Gradual slowing down of the rotating anode lasts throughout the fluoroscopic examination.

Die Verwendung der Keramilczunge für die Steuerung des akustischen Relais zum stoßweisen Antrieb der Drehanode beim Durchleuchten ist deshalb so vorteilhaft, weil die Keramikzunge in der Lage ist, jegliche Drehbewegung der Anode im Bereich zwischen dem Stillstand und oberhalb 1000 UpM wahrzunehmen. Es sind keinerlei Einrichtungen vorbekannt, die eine genaue und verläßliche Anzeige der Anodendrehgeschwindigkeit zu liefern in der Lage sind. Die vorbekannten, die Ankerdrehung anzeigenden Schwingungsdetektoren sind für moderne Röntgenröhren nicht mehr geeignet, da diese Röhren weitestgehend schwingungsfrei arbeiten. Außerdem liefern derartige Schwingungsdetektoren häufig Fehlanzeigen wegen ihrer Anfälligkeit gegen Fremdgeräusche sowohl aus dem umgebenden Raum oder Gebäude als auch von sehen anderer zum Röntgengerät gehöriger elektrischer oder mechanischer Einrichtungen, wie z. B. des Röntgentischmotors. Während man an sich für die Anzeige der jeweiligen Anodendrehgeschwindigkeit auch Photozellen verwenden kann, benötigt man hierfür eine konstante Brennv/eite oder einen Fixfokus sowie erhebliche Zusatzeinrichtungen, die auf der Außenseite der Röntgenröhre montiert werden müssen.The use of the Keramilc tongue to control the acoustic relay for intermittent drive the rotating anode is so advantageous when transilluminating because the ceramic tongue is able to to perceive any rotational movement of the anode in the range between standstill and above 1000 rpm. There are no devices previously known that an accurate and reliable display of the Are able to deliver anode rotation speed. The previously known, indicating the armature rotation Vibration detectors are no longer suitable for modern X-ray tubes because these tubes Work largely vibration-free. In addition, such vibration detectors often give false indications because of their susceptibility to extraneous noises both from the surrounding room or Buildings as well as other electrical or mechanical equipment belonging to the X-ray machine, such as B. the X-ray table motor. While looking at yourself for viewing the respective Anode rotation speed can also use photocells, you need a constant one for this Focal length or a fixed focus as well as considerable additional equipment that is on the outside of the X-ray tube must be mounted.

Die in der Zeichnung gezeigte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält einen durch den Block 11 angedeuteten Frequenzverdoppler, dessen Einzelheiten nicht Gegenstand vorliegender Erfindung sind. Die Eingangsklemmen 12, 12' des Frequenzverdopplers 11 sind über die normalerweise geöffneten Kontakte 14,14' eines Hauptrelais -R₁ und einen Haupthandschalter 10 an die Klemmen 13 und 13' der eine Spannung von 120 Volt und 60 Hertz führenden Netzleitung L₁ angeschlossen. Das Hauptrelais R₁ enthält eine Spule 15. The preferred embodiment of the device according to the invention shown in the drawing contains a frequency doubler indicated by block 11 , the details of which are not the subject of the present invention. The input terminals 12, 12 'of the frequency doubler 11 are connected via the normally open contacts 14,14' 'of the connected, a voltage of 120 volts and 60 Hertz leading power line L ₁ of a main relay -R ₁ and a main manual switch 10 to the terminals 13 and 13. FIG. The main relay R ₁ contains a coil 15.

Der Frequenzverdoppler 11 enthält einen Steuerschalter 16, Ausgangsleitungen 17, IS und einen gleichstromsperrenden Kondensator 19. Bei geschlossenem Steuerschalter 16 ist der Frequenzverdoppler 11 in Betrieb, und an den Leitungen 17,18 erscheint eine Spannung von 240 Volt und 120 Hertz. Bei geöffnetem Steuerschalter 16 ist der Frequenzverdopp-Ier 11 außer Betrieb, und die 60-Hertz-Spannung aus dem Netz L₁ erscheint an den Leitungen 17, 18. Der Steuerschalter 16 wird durch ein Frequenzversetzungsrelais R₂ betätigt. Das Relais R₂ enthält eine Spule 21 sowie zwei einpolige Umschalter 22, 23. Die Schalter 22, 23 sind in ihrer 60-Hertz-Stellung gezeigt, in welcher der Schalter 22 über eine Leitung 24 mit der Leitung 18 und der Schalter 23 über eine Leitung 25 mit der Leitung 17 verbunden sind. In der Leitung 25 liegt ein Kondensator 26 für die Leistungsfaktorkorrektur. The frequency doubler 11 contains a control switch 16, output lines 17, IS and a DC blocking capacitor 19. When the control switch 16 is closed, the frequency doubler 11 is in operation, and a voltage of 240 volts and 120 Hertz appears on the lines 17, 18. When the control switch 16 is open, the frequency doubler 11 is out of operation and the 60 Hertz voltage from the network L ₁ appears on the lines 17, 18. The control switch 16 is actuated by a frequency shift relay R _2. The relay R ₂ contains a coil 21 and two single-pole changeover switches 22, 23. The switches 22, 23 are shown in their 60 Hertz position, in which the switch 22 via a line 24 to the line 18 and the switch 23 via a Line 25 are connected to line 17 . In the line 25 there is a capacitor 26 for the power factor correction.

Bei 27 ist der Induktions- oder Asynchronmotor einer Drehanoden-Röntgenröhre angedeutet. Der als Wechselstrommotor mit Spaltphase ausgebildete Motor 27 hat zwei Statorwicklungen 28, 29, die beide mit ihrem einen Ende gemeinsam an die Leitung 17 angeschlossen sind. Das andere Ende der Wicklung 28 liegt über eine Leitung 31 an einer Leitung 30, undAt 27 the induction or asynchronous motor of a rotating anode X-ray tube is indicated. The motor 27 , designed as an alternating current motor with a split phase, has two stator windings 28, 29, both of which are connected at one end to the line 17 . The other end of the winding 28 is connected via a line 31 to a line 30, and

das andere Ende der Wicklung 29 ist an eine Leitung 32 angeschlossen. In der Leitung 30 zwischen dem Schalter 23 und der Leitung 31 hegt ein Phasenspalterkondensator 33.
Ein dynamisches Bremsrelais R₃ mit einer Spule 34 und zwei einpoligen Umschaltern 35, 36 arbeitet mit dem Frequenzversetzungsrelais R₂ in der Weise zusammen, daß die Statorwicklungen 28, 29 jeweils in einer von zwei alternierenden Phasen-Frequenzbeziehungen an die Ausgangsleitungen 17,18 angeschlossen werden. Wenn die dynamischen Bremsschalter 35, 36 auf »Lauf« (Stellung R in der Zeichnung) und die Frequenzversetzungsschalter 22, 23 auf 120 Hertz geschaltet sind, werden die Statorwicklungen 28, 29 mit einer Spannung von 240 Volt und 120 Hertz erregt. Dabei erhält die Anode eine Drehgeschwindigkeit von ungefähr 7200 UpM für die Vornahme von Röntgenaufnahmen. Sind dagegen die dynamischen Bremsschalter 35, 36 auf »Dynamisches Bremsen« (Stellung DB) und die Frequenzversetzungsschalter 22, 23 auf 60 Hertz geschaltet, so werden die Statorwicklungen 28, 29 mit einer gegenphasigen Spannung von 60 Hertz gespeist, so daß der Motor effektiv gebremst wird.
Die Relais R₂ und R_s werden durch den einpoligen Umschalter 38 eines Belichtungssteuerrelais R_i gesteuert. Der Schalter 38 ist über eine Leitung 43 an das eine Ende der Spule 34 des Relais R_s und ferner über Leitungen 44 und 45 und den Schalter 10 an die Netzleiterklemme 13' angeschlossen. Das andere Ende der Spule 34 liegt über Leitungen 46,47 und 50 an der anderen Klemme 13 des Netzes L₁. Das Relais R_i hat ebenfalls eine Spule 39 und einen weiteren einpoligen Umschalter 40. Die Spule 39 des Relaisii₄ wird aus einer Spannungsquelle L₂ über einen Belichtungsschalter 41 erregt. Das Relais R₂ wird auch mittels eines Handschalters 42 gesteuert, der einen Betrieb des Motors 27 im geschlossenen Zustand mit 120 Hertz und im geöffneten Zustand mit 60 Hertz gestattet.the other end of the winding 29 is connected to a line 32 . In the line 30 between the switch 23 and the line 31 there is a phase splitter capacitor 33.
A dynamic brake relay R ₃ with a coil 34 and two single-pole changeover switches 35, 36 cooperates with the frequency _{shift relay R 2} in such a way that the stator windings 28, 29 are each connected to the output lines 17, 18 in one of two alternating phase-frequency relationships . When the dynamic brake switches 35, 36 are switched to "run" (position R in the drawing) and the frequency shift switches 22, 23 are switched to 120 Hertz, the stator windings 28, 29 are energized with a voltage of 240 volts and 120 Hertz. The anode is rotated at about 7200 rpm for taking X-rays. If, on the other hand, the dynamic brake switches 35, 36 are switched to "dynamic braking" ( DB position) and the frequency shift switches 22, 23 are switched to 60 Hertz, the stator windings 28, 29 are supplied with an antiphase voltage of 60 Hertz, so that the motor is effectively braked will.
The relays R ₂ and R _s are controlled by the single pole changeover switch 38 of an exposure control relay R _i. The switch 38 is connected via a line 43 to one end of the coil 34 of the relay R _s and furthermore via lines 44 and 45 and the switch 10 to the mains conductor terminal 13 ' . The other end of the coil 34 is connected to the other terminal 13 of the network L ₁ via lines 46, 47 and 50 . The relay R _i also has a coil 39 and a further single-pole changeover switch 40. The coil 39 of the relay II ₄ is excited from a voltage source L ₂ via an exposure switch 41. The relay R ₂ is also controlled by means of a manual switch 42 which permits operation of the motor 27 when closed at 120 Hertz and when opened at 60 Hertz.

Der Schalter 40 des Belichtungssteuerrelais R_i steuert die HauptrelaisspulelS über zwei verschiedene Stromkreise. Bei Röntgenaufnahmen wird der Erregerkreis für die Spule 15 durch eine Leitung 49, den Schalter 40, die Leitung 44', die Leitung 44 sowie die an die Klemme 13' des Netzes L₁ angeschlossene Leitung 45 und durch die an die Klemme 13 des Netzes L₁ angeschlossene Leitung 50 gebildet.The switch 40 of the exposure control relay R _i controls the main relay coil S via two different circuits. In the case of x-rays, the excitation circuit for the coil 15 is activated by a line 49, the switch 40, the line 44 ', the line 44 and the line 45 connected to the terminal 13' of the network L ₁ and by the line 45 connected to the terminal 13 of the network L. ₁ connected line 50 is formed.

Der zweite während der dynamischen Bremsung wirksame Erregerkreis für die Spule 15 wird geschlossen, wenn der Kontakt 40 des Relais R_i sich in der gezeigten Stellung befindet, in der er das eine Ende der Spule 15 über eine Leitung 52, den Schalter 51 eines Hilfssteuerrelais_jR_g und die Leitung 45 an die Klemme 13' anschließt. Der Schalter 51 ist während der dynamischen Bremsung der Drehanode geschlossen, wie später ausführlich erklärt werden wird.The second active exciter circuit for the coil 15 during the dynamic braking is closed when the contact 40 of the relay R _i is in the position shown in which it connects one end of the coil 15 via a line 52 to the switch 51 of an auxiliary control relay _j R _g and the line 45 connected to the terminal 13 ' . The switch 51 is closed during dynamic braking of the rotating anode, as will be explained in detail later.

Das Hilfssteuerrelais R₅ enthält ferner eine Spule 54 und einen normalerweise geöffneten Schalter 55, der den Röntgenzeitgeber 56 steuert. Der Zeitgeber betätigt ein Spannungssteuerrelais_jR₇, das die Speisung der Röntgenröhre 20 aus der SpannungsquelleL₄ steuert. Für das Einschalten der Röntgenröhre 20 beim Durchleuchten ist ein Handschalter 57 vorgesehen. The auxiliary control relay R ₅ also includes a coil 54 and a normally open switch 55 which controls the x-ray timer 56. The timer actuates a voltage control _{relay j} R ₇ , which controls the supply of the X-ray tube 20 from the voltage source L _4. A manual switch 57 is provided for switching on the X-ray tube 20 during fluoroscopy.

Die Spule 54 des Relaisii₅ wird durch den einpoligen Umschalter 58 eines akustischen Relaisii₆ gesteuert. Der Schalter 58 ist über eine Leitung 60 The coil 54 of the relayii ₅ is controlled by the single-pole changeover switch 58 of an acoustic relayii ₆ . The switch 58 is via a line 60

an die Leitung 45 angeschaltet. Ein normalerweise geschlossener Kontakt 58 c des Schalters 58 ist über eine Leitung 61, einen Durchleuchtungssteuerschalter 62 und eine Leitung 63 mit der Leitung 49 verbunden. Ein normalerweise geöffneter Kontakt 58 & ist über eine Leitung 64 mit der Hilfssteuerrelaisspule 54 verbunden. Das andere Ende der Spule 54 ist über eine Leitung 66, einen normalerweise geschlossenen Durchleuchtungssteuerschalter 67 und eine Leitung 68 an die Leitung 50 angeschlossen.connected to line 45 . A normally closed contact 58 c of the switch 58 is connected to the line 49 via a line 61, a fluoroscopy control switch 62 and a line 63 . A normally open contact 58 & is connected to the auxiliary control relay coil 54 via a line 64 . The other end of coil 54 is connected to line 50 via line 66, a normally closed fluoroscopic control switch 67, and line 68 .

Das akustische Relais R₆ hat eine Spule 70, die von einer Spannungsquelle L₃ erregt und durch einen Schalttransistor 71 gesteuert wird. Der Transistor 71 ist über Leitungen 72, 73, 74 mit einer Wandlereinrichtung, die im folgenden immer als Drehzahlwahrnehmeinrichtung 75 bezeichnet ist, verbunden und so vorgespannt, daß er leitet, wenn er von dieser Einrichtung ein vorbestimmtes elektrisches Signal empfängt. Eine in den Leitungen 72, 73, 74 liegende Transistorverstärkereinheit 76 dient zur Verstärkung des von der Drehzahlwahrnehmeinrichtung 75 gelieferten elektrischen Signals.The acoustic relay R ₆ has a coil 70 which is excited by a voltage source L ₃ and controlled by a switching transistor 71. The transistor 71 is connected via lines 72, 73, 74 to a converter device, which is always referred to below as the speed sensing device 75 , and is biased so that it conducts when it receives a predetermined electrical signal from this device. A transistor amplifier unit 76 located in the lines 72, 73, 74 serves to amplify the electrical signal supplied by the rotational speed sensing device 75.

Die Drehzahlwahrnehmeinrichtung 75 enthält eine piezoelektrische Zunge 77, die auf den Lautpegel des Laufgeräusches der in ihren Lagern rotierenden Anode anspricht. Wenn die Anode rotiert, senden ihre Lager ein Laufgeräusch mit einer recht gut von Fremdgeräuschen unterscheidbaren Eigenfrequenz aus. Diese Eigenfrequenz des Lagerlaufgeräusches ist ziemlich konstant und liegt meistens im Bereich von 3500 bis 6500 Hertz. Die als Wandler wirksame Keramikzunge 77, deren Resonanzfrequenz auf diese Eigenfrequenz abgestimmt ist, erzeugt ein elektrisches Signal, das im wesentlichen dem Lautpegel des Laufgeräusches proportional ist. Das Geräusch des Lagerlaufens ist vom ersten Augenblick an, da die Anode rotiert, wahrnehmbar, und wächst in seiner Stärke mit zunehmender Anodendrehgeschwindigkeit bis ungefähr 1000 UpM an.The speed sensing device 75 contains a piezoelectric tongue 77 which responds to the level of the running noise of the anode rotating in its bearings. When the anode rotates, its bearings emit a running noise with a natural frequency that can be easily distinguished from extraneous noise. This natural frequency of the bearing running noise is fairly constant and is mostly in the range of 3500 to 6500 Hertz. The ceramic tongue 77, which acts as a transducer and whose resonance frequency is matched to this natural frequency, generates an electrical signal which is essentially proportional to the sound level of the running noise. The noise of the bearing running is noticeable from the first moment the anode rotates and increases in strength with increasing anode rotation speed up to about 1000 rpm.

Die Drehzahlwahrnehmeinrichtung 75 ist normalerweise irgendwo auf dem Röntgenröhrengehäuse angeordnet. Sie enthält einen über einen Koppelkondensator 80 an die Keramikzunge 77 angeschalteten Verstärkertransistor 78. Der Transistor 78 verstärkt das von der Keramikzunge 77 gelieferte elektrische Signal, das sodann über die Leitungen 72, 73, 74 an die Verstärkereinheit 76 weitergeleitet wird. Wenn die Anode mit mehr als ungefähr 1000 UpM rotiert, wird der Schalttransistor 71 durch die entsprechend hohe Amplitude des von der Keramikzunge 77 erzeugten und durch die Einheit 76 verstärkten elektrischen Signals entriegelt und dadurch die Spule 70 des akustischen Relais R_e erregt.The speed sensing device 75 is normally located somewhere on the x-ray tube housing. It contains a turned-on to the ceramic tongue 77 via a coupling capacitor 80 amplifier transistor 78. The transistor 78 amplifies the supplied from the ceramic tongue 77 electrical signal then via lines 72, 73, 74 is forwarded to the amplifier unit 76th If the anode rotates at more than approximately 1000 rpm, the switching transistor 71 is unlocked by the correspondingly high amplitude of the electrical signal generated by the ceramic tongue 77 and amplified by the unit 76 and the coil 70 of the acoustic relay R _{e is} thereby excited.

Wirkunsgweise bei RöntgenaufnahmenHow it works with X-rays

Um das Regelsystem auf Röntgenaufnahmebetrieb zu schalten, werden der Handschalter 42 und der Durchleuchtungsschalter 67 geschlossen und der Durchleuchtungsschalter 62 geöffnet.In order to switch the control system to X-ray exposure mode, the manual switch 42 and the fluoroscopic switch 67 are closed and the fluoroscopic switch 62 is opened.

Durch Schließen des Hauptschalters 10 wird die Spule 34 des Relais R₃ durch den Stromkreis aus der Klemme 13 des Netzes L₁ über die Leitungen 50,47, 46, die Spule 34, die Leitung 43, den Schalter 38 des Relais R_i, die Leitung 44 und die Leitung 45 nach der Klemme 13' erregt. Dadurch legt die Spule 34 die Schalter 35, 36 in ihre dynamische Bremsstellung DB um.By closing the main switch 10 , the coil 34 of the relay R _{3 is} through the circuit from the terminal 13 of the network L ₁ via the lines 50, 47, 46, the coil 34, the line 43, the switch 38 of the relay R _i , the Line 44 and line 45 after terminal 13 'are energized. As a result, the coil 34 turns the switches 35, 36 into their dynamic braking position DB .

Die Röntgenbelichtung wird durch Schließen des Handschalters 41 unter Erregung der Spule 39 aus der Spannungsquelle L₂ eingeleitet. Die Spule 39 schaltet sodann den Schalter 40, so daß die Spule 15 des Hauptrelais ,R₁ über die Leitungen 45, 44, 44', den Schalter 40, die Leitung 49, die Spule 15 und die Leitung 50 an die Netzleitung L₁ gelegt wird. Die somit erregte Spule 15 schließt die Hauptkontakte 14, 14', so daß der Frequenzverdoppler 11 erregt wird. Die Spule 39 schaltet außerdem den Schalter 38, so daß der Erregerkreis der Spule 34 des Relaisii₃ unterbrochen und das Relais R₂ an die Netzspannung L₁ gelegt wird. Die Schalter 35,36 des Relais R_s schalten auf »Lauf« (Stellung R) zurück. Die Spule 21 des Relais R₂ wird über die Leitungen 45, 44, den Schalter 38, den Handschalter 42, die Leitung 48 und die Leitungen 47 und 50 an die Netzspannung L₁ gelegt.The X-ray exposure is initiated by closing the manual switch 41 while energizing the coil 39 from the voltage source L _2. The coil 39 then switches the switch 40 so that the coil 15 of the main relay, R _{1, is} connected to the power line L ₁ via the lines 45, 44, 44 ', the switch 40, the line 49, the coil 15 and the line 50 will. The coil 15 thus excited closes the main contacts 14, 14 ', so that the frequency doubler 11 is excited. The coil 39 also switches the switch 38, so that the excitation circuit of the coil 34 of the Relaisii _{3 is} interrupted and the relay R _{2 is connected} to the mains voltage L ₁ . The switches 35,36 of the relay R _s switch back to "run" (position R) . The coil 21 of the relay R ₂ is connected to the mains voltage L ₁ via the lines 45, 44, the switch 38, the manual switch 42, the line 48 and the lines 47 and 50 .

Die somit erregte Spule 21 des Relais R₂ schließt den Steuerschalter 16, so daß der Frequenzverdopp-Ier 11 erregt wird und an den Leitungen 17,18 eine Spannung von 240 Volt und 120 Hertz erscheint. Die Spule 21 schaltet ferner die Schalter 22, 23 in ihre 120-Hertz-Stellung. Die Statorwicklung 28 des Motors 27 liegt nunmehr über die Leitungen 31, 30, den Schalter 36, die Leitung 82, den Schalter 22, die Leitung 25 und den Kondensator 19 am Frequenzverdopplerausgang 17,18. Die Statorwicklung 29 liegt mit voreilender Stromphase über die Leitung 32, den Schalter 35, die Leitung 81, den Schalter 23, die Leitung 30 mit dem Phasenspalterkondensator 33 und die Leitung 31 parallel zur Statorwicklung 28. Die erregten Statorwicklungen setzen die Anode in Drehung. Die Anode rotiert mit einer maximalen Geschwindigkeit von ungefähr 7200 UpM.The thus excited coil 21 of the relay R ₂ closes the control switch 16, so that the frequency doubler 11 is excited and a voltage of 240 volts and 120 Hertz appears on the lines 17, 18. The coil 21 also switches the switches 22, 23 to their 120 Hertz position. The stator winding 28 of the motor 27 is now connected to the frequency doubler output 17, 18 via the lines 31, 30, the switch 36, the line 82, the switch 22, the line 25 and the capacitor 19. The stator winding 29 is in a leading current phase via the line 32, the switch 35, the line 81, the switch 23, the line 30 with the phase splitter capacitor 33 and the line 31 parallel to the stator winding 28. The excited stator windings set the anode in rotation. The anode rotates at a maximum speed of about 7200 rpm.

Wenn die Anode zu rotieren beginnt, erzeugt der Keramikzungenwandler 77 ein elektrisches Signal, dessen Größe oder Amplitude der Anodendrelizahl proportional ist. Wenn die Anode den Drehzahlwert von 1000 UpM durchlaufen hat, wird der Schalttransistor 71 durch das vom Wandler 77 erzeugte und durch die Transistorverstärkereinheit 76 verstärkte elektrische Signal in den leitenden Zustand geschaltet. Der Schalttransistor 71 schaltet die Spule 70 des akustischen Relais R₀ effektiv in den Stromkreis der Spannungsquelle L₃. Die somit erregte Spule 70 schaltet den Schalter 58 in die Stellung 58 b, so daß die Spule 54 des Relais R₅ über die Leitungen 50, 68, den Durchleuchtungsschalter 67, die Leitung 66, die Spule 54, die Leitung 64, den jetzt am Kontakt 58 b liegenden Schalter 58 und die Leitungen 60 und 45 an der NetzspannungL₁ liegt. Die erregte Spule 54 schließt sodann die Schalter 51 und 55. Der geschlossene Schalter 55 erregt den Röntgenzeitgeber 56, womit die festgesetzte Röntgenbelichtungszeit anläuft. Der Zeitgeber 56 erregt das Relais R₁, so daß die Röntgenröhre an die Spannungsquelle L₄ angeschlossen wird. Die Anode rotiert während der gesamten Belichtungsdauer mit maximaler Drehzahl so lange, bis der Belichtungsschalter 41 geöffnet und dadurch das Relais R₁ entregt wird.When the anode begins to rotate, the ceramic tongue transducer 77 generates an electrical signal the magnitude or amplitude of which is proportional to the anode endrelic number. When the anode has passed the speed value of 1000 rpm, the switching transistor 71 is switched into the conductive state by the electrical signal generated by the converter 77 and amplified by the transistor amplifier unit 76. The switching transistor 71 effectively switches the coil 70 of the acoustic relay R ₀ into the circuit of the voltage source L ₃ . The thus excited coil 70 switches the switch 58 to the position 58 b, so that the coil 54 of the relay R ₅ via the lines 50, 68, the fluoroscopic switch 67, the line 66, the coil 54, the line 64, which is now on Contact 58 b lying switch 58 and the lines 60 and 45 to the mains voltage L ₁ is. The energized coil 54 then closes the switches 51 and 55. The closed switch 55 energizes the x-ray timer 56, which starts the set x-ray exposure time. The timer 56 energizes the relay R ₁ , so that the X-ray tube is connected to the voltage source L ₄ . The anode rotates during the entire exposure time at maximum speed until the exposure switch 41 is opened and the relay R _{1 is} de-energized as a result.

Dynamische BremsungDynamic braking

Durch Öffnen des Belichtungsschalters 41 wird das Relais R_i entregt. Der Kontaktschalter 40 kehrt in seine Normalstellung im Stromkreis der Leitung 52 zurück, so daß die Spule 15 des Hauptrelais R₁ an dieBy opening the exposure switch 41 , the relay R _{i is} de-energized. The contact switch 40 returns to its normal position in the circuit of the line 52 , so that the coil 15 of the main relay R ₁ to the

Netzspannung L₁ angeschlossen bleibt. Der entsprechende Haltekreis wird durch die Leitung 50, die Spule 15, die Leitung 49, den Schalter 40, die Leitung 52, den nunmehr geschlossenen Schalter 51 und die Leitung 45 gebildet. Der Schalter 38 kehrt ebenfalls in seine Normalstellung zurück, wodurch die Spule 21 des Relais R₂ entregt und die Spule 34 des Relais R_s erregt wird. Der Schalter 16 des Relais R₂ öffnet sich, so daß der Frequenzverdoppler 11 abgeschaltet wird und an den Leitungen 17,18 nurmehr eine Spannung von 60 Hertz erscheint. Die Schalter 22, 23 kehren in ihre in der Zeichnung gezeigte 60-Hertz-Stellung zurück.Mains voltage L ₁ remains connected. The corresponding hold circuit is formed by the line 50, the coil 15, the line 49, the switch 40, the line 52, the now closed switch 51 and the line 45 . The switch 38 also returns to its normal position, whereby the coil 21 of the relay R _{2 is} de-energized and the coil 34 of the relay R _{s is} energized. The switch 16 of the relay R ₂ opens, so that the frequency doubler 11 is switched off and only a voltage of 60 Hertz appears on the lines 17, 18. The switches 22, 23 return to their 60 Hertz position shown in the drawing.

Die nun erregte Spule 34 des Relais R₃ schaltet die Schalter 35, 36 in ihre dynamische Bremsstellung DB. Der Schalter 36 legt die Statorwicklung 29 über die Leitung 32, den Schalter 36, die Leitung 82, den Schalter 22 und die Leitung 24 an die Ausgangsleitungen 17,18 des Frequenzverdopplers. Der Schalter 35 legt die Statorwicklung 28 in Reihe mit dem Koppelkondensator 19, wobei diese Reihenschaltung parallel zur Statorwicklung 29 liegt. Der entsprechende Stromkreis wird durch die Leitung 31, die Leitung 37, den Schalter 35, die Leitung 81, den Schalter 23, die Leitung 25, den Koppelkondensator 19, die Leitungen 18 und 24, den Schalter 22, die Leitung 82, den Schalter 36 und die Leitung 32 gebildet. Der Strom in der Statorwicklung 29 eilt nunmehr in seiner Phase dem Strom in der Statorwicklung 28 nach.The now energized coil 34 of the relay R ₃ switches the switches 35, 36 into their dynamic braking position DB. The switch 36 applies the stator winding 29 via the line 32, the switch 36, the line 82, the switch 22 and the line 24 to the output lines 17, 18 of the frequency doubler. The switch 35 places the stator winding 28 in series with the coupling capacitor 19, this series connection being parallel to the stator winding 29 . The corresponding circuit is established by the line 31, the line 37, the switch 35, the line 81, the switch 23, the line 25, the coupling capacitor 19, the lines 18 and 24, the switch 22, the line 82, the switch 36 and the line 32 is formed. The phase of the current in the stator winding 29 now lags behind the current in the stator winding 28 .

Die Anode wird jetzt mit einer 60-Hertz-Spannung dynamisch gebremst oder gegenläufig angetrieben, bis sie ungefähr zum Stillstand kommt. Zu diesem Zeitpunkt hat das von der Keramikzunge 77 erzeugte elektrische Signal proportional so weit abgenommen, daß das akustische Relaisii₆ effektiv entregt wird. Die Spule 70 des Relais R₆ gibt den Schalter 58 frei, so daß die Spule 54 des Relais R₅ entregt wird. Die Spule 54 gibt die Schalter 51, 55 frei. Der Schalter 51 öffnet den Haltekreis des Hauptrelais R_v Die Spule 15 gibt die Hauptkontakte 14,14' frei, so daß der Frequenzverdoppler 11 und damit die Statorwicklungen 28, 29 des Motors 27 entregt werden.The anode is now dynamically braked with a 60 Hertz voltage or driven in the opposite direction until it approximately comes to a standstill. At this point in time, the electrical signal generated by the ceramic tongue 77 has decreased proportionally to such an extent that the acoustic relay _{6 is} effectively de-energized. The coil 70 of the relay R ₆ releases the switch 58 so that the coil 54 of the relay R _{5 is} de-energized. The coil 54 releases the switches 51, 55 . The switch 51 opens the hold circuit of the main relay R _v. The coil 15 releases the main contacts 14, 14 ' so that the frequency doubler 11 and thus the stator windings 28, 29 of the motor 27 are de-energized.

Wirkungsweise beim DurchleuchtenMode of action when candling

Beim Durchleuchten wird die Hochspannungsspeisung der Röntgenröhre im allgemeinen von Hand durch den Schalter 57 bewirkt, so daß der Zeitgeber 56 nicht gebraucht wird. Um die Regeleinrichtung auf Durchleuchtungsbetrieb zu schalten, wird der Durchleuchtungsschalter 67 geöffnet, so daß die Spule 54 des Relais R_s nicht erregt werden kann. Der Durchleuchtungssteuerschalter 62 wird geschlossen, so daß die Spule 15 des Hauptrelais ,R₁ über die Leitung 50, die Relaisspule 15, die Leitungen 49 und 63, den Schalter 62, die Leitung 61, den Schalter 58 und die Leitungen 60 und 45 erregt wird. Die erregte Spule 15 schließt die Kontakte 14,14', so daß der Frequenzverdoppler an die NetzspannungL₁ angeschlossen wird. Die in den Leitungen 17,18 erscheinende Spannung erregt die Statorwicklungen 28, 29, so daß die Anode zu rotieren beginnt.During fluoroscopy, the high-voltage supply of the X-ray tube is generally effected manually through the switch 57 , so that the timer 56 is not used. In order to switch the control device to fluoroscopic operation, the fluoroscopic switch 67 is opened so that the coil 54 of the relay R _s cannot be energized. The fluoroscopic control switch 62 is closed so that the coil 15 of the main _{relay, R 1} via line 50, relay coil 15, lines 49 and 63, switch 62, line 61, switch 58 and lines 60 and 45 is energized . The energized coil 15 closes the contacts 14,14 ', so that the frequency doubler to the NetzspannungL is connected. ₁ The appearing in the lines 17,18 voltage excites the stator windings 28, 29, so that the anode starts to rotate.

Wenn die Anode eine Drehzahl von ungefähr 1000 UpM erreicht hat, wird der Schalttransistor 71 durch das von der Drehzahlwahrnehmeinrichtung 75 erzeugte und durch die Transistorverstärkereinheit 76 verstärkte elektrische Signal in den leitenden ZustandWhen the anode has reached a speed of approximately 1000 rpm, the switching transistor 71 becomes conductive by the electrical signal generated by the speed sensing device 75 and amplified by the transistor amplifier unit 76

geschaltet und dadurch die Spule 70 des akustischen Relais R_e aus der SpannungsquelleL₃ erregt. Die erregte Spule 70 schaltet den Kontaktschalter 58 in die Stellung 58 b, so daß der Erregerkreis für die Spule 15 des Hauptrelais R₁ geöffnet wird. Die Spule 15 gibt die Kontakte 14,14' frei, so daß der Frequenzverdoppler 11 von der Netzspannung L₁ abgeschaltet wird und dadurch die Statorwicklungen 28, 29 entregt werden. Die Anode läuft frei aus und wird nicht dynamisch gebremst.switched and thereby the coil 70 of the acoustic relay R _{e is} energized from the voltage source L _3. The energized coil 70 switches the contact switch 58 to the position 58 b, so that the excitation circuit for the coil 15 of the main relay R _{1 is} opened. The coil 15 releases the contacts 14, 14 ' , so that the frequency doubler 11 is switched off from the mains voltage L ₁ and the stator windings 28, 29 are de-energized as a result. The anode runs freely and is not braked dynamically.

Wenn die Anodendrehzahl einen vorbestimmten niedrigeren Wert erreicht hat, beispielsweise 100 UpM, wird die Spule 70 des akustischen Relais R₀ entregt; dabei geht der Kontaktschalter 58 in die Stellung 58 c über, so daß der Erregerkreis für das Hauptrelais R₁ geschlossen und dadurch die Spule 15 wiedererregt wird. Die Spule 15 schließt die Hauptkontakte 14,14', so daß der Frequenzverdoppler wieder an die Netzspannung L₁ angeschlossen wird und dadurch die Statorwicklungen 28, 29 erregt werden.When the anode speed has reached a predetermined lower value, for example 100 rpm, the coil 70 of the acoustic relay R _{0 is} de-energized; while the contact switch 58 goes into the position 58 c, so that the excitation circuit for the main relay R _{1 is} closed and the coil 15 is re-excited. The coil 15 closes the main contacts 14, 14 ' so that the frequency doubler is again connected to the mains voltage L ₁ and the stator windings 28, 29 are thereby excited.

Die wiedererregten Statorwicklungen 28, 29 sorgen für eine erneute Beschleunigung der Anode. Wenn die Anodendrehzahl den Wert von ungefähr 1000 UpM erreicht, zieht das jetzt erregte akustische Relais R₆ erneut den Kontaktschalter 58 in die Stellung 58 b, so daß das Hauptrelais R₁ abgeschaltet und die Statorwicklungen 28, 29 entregt werden. Die Anodendrehung verlangsamt sich allmählich auf den unteren Grenzwert von z.B. 100UpM, bei dem das akustische Relais den Erregerkreis für das Hauptrelais .R₁ wieder schließt und der Vorgang sich wiederholt. Das Regelsystem arbeitet zyklisch in der obigen Weise so lange weiter, wie der Beleuchtungssteuerschalter 62 geschlossen bleibt. Die zyklische Arbeitsweise des Regelsystems wirkt sich so aus, daß die Statorwicklungen 28, 29 periodisch stoßweise erregt werden und dadurch die Anodendrehgeschwindigkeit zwischen den beiden durch das akustische Relais R₆ voreingestellten Grenzwerten hin und her pendelt.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß eine vielseitige elektrische Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung zum Regulieren der Umdrehungsgeschwindigkeit von Drehanoden-Röntgenröhren geschaffen worden ist, bei der erstens die Röntgenröhre zwecks Vornahme einer Röntgenaufnahme nur dann eingeschaltet werden kann, wenn die Drehgeschwindigkeit der Anode oberhalb eines vorgeschriebenen Mindestwertes liegt, zweitens die Drehanode während des Auslaufs dynamisch gebremst wird und drittens die Drehgeschwindigkeit der Anode bei Verwendung der Röntgenröhre zum Durchleuchten auf einem niedrigen Wert gehalten wird.The re-excited stator windings 28, 29 ensure that the anode is accelerated again. When the anode speed reaches the value of approximately 1000 rpm, the now energized acoustic relay R ₆ pulls the contact switch 58 again into position 58 b, so that the main relay R _{1 is} switched off and the stator windings 28, 29 are de-energized. The rotation of the anode gradually slows down to the lower limit value of 100 rpm, for example, at which the acoustic relay _{closes the excitation circuit for the main relay .R 1} again and the process is repeated. The control system continues to operate cyclically in the above manner as long as the lighting control switch 62 remains closed. The cyclical mode of operation of the control system has the effect that the stator windings 28, 29 are periodically energized in bursts and thereby the anode rotational speed oscillates back and forth between the two limit values preset by the acoustic relay R _6.
In summary, it can be stated that a versatile electrical control and monitoring device for regulating the speed of rotation of rotating anode x-ray tubes has been created in which, firstly, the x-ray tube can only be switched on for the purpose of taking an x-ray, if the speed of rotation of the anode is above a prescribed minimum value Secondly, the rotating anode is dynamically braked during the run-out and, thirdly, the rotational speed of the anode is kept at a low value when the X-ray tube is used for fluoroscopy.

Dabei wird der mindestzulässige Drehgeschwindigkeitswert durch Wahrnehmung des Lagerlaufgeräusches der Anode ermittelt.The minimum permissible rotational speed value is determined by perception of the bearing running noise the anode determined.

Weiterhin ist ein Röntgengerät mit Drehanodenröhre geschaffen worden, bei dem eine Regeleinrichtung die Anode auf eine vorbestimmte niedrige Drehgeschwindigkeit bis hinab zum Stillstand abbremst. Die vorgesehene dynamische Bremsung erfolgt in der Weise, daß der Statorwicklung des Anodenmotors eine von der Speisespannung frequenzverschiedene Bremsspannung mit umgekehrter Phase zugeleitet wird.Furthermore, an X-ray device with a rotating anode tube has been created in which a control device decelerates the anode to a predetermined low rotational speed down to a standstill. The intended dynamic braking takes place in such a way that the stator winding of the anode motor a braking voltage of different frequency from the supply voltage is fed in with a reversed phase will.

Bei Verwendung des Gerätes für Durchleuchtungszwecke hält die Regeleinrichtung die Anodendrehgeschwindigkeit dadurch zwischen genau festgelegten oberen und unteren Grenzen, daß sie die tatsächlicheWhen the device is used for fluoroscopy purposes, the control device maintains the anode rotation speed between precisely defined upper and lower limits that they are the actual

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Claims

Perceives the anode rotational speed precisely and feeds the stator windings intermittently with electrical energy when the rotational speed reaches the lower limit, and de-energizes the stator windings when the rotational speed reaches the upper limit Set up the anode rotation in all operating states assumed by the X-ray device. Patent claims:

1. Device for controlling and monitoring the speed of rotation of rotating anode X-ray tubes, whose anode runs in a bearing and is driven by a stator winding and for monitoring the rotation of the anode on the X-ray tube for acoustic oscillations of the bearing noise of the rotating anode responsive converter device which emits an electrical signal is provided, characterized in that the converter device (75) responds in terms of frequency to one of changes in the rotational speed The natural frequency of the frequency spectrum is not significantly influenced (approximately between 3500 and 6500 Hertz) the bearing running noise of the anode is selectively tuned, the amplitude of which is at least for the rotational speed range lower speeds up to about 1000 rpm is proportional to the speed of rotation, and that the Converter device (75) emits an electrical control signal that is lower in this area Speeds are proportional to the speed of rotation.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the converter device (75) The power supply to the stator windings (28, 29) and thus the rotational speed via a control circuit the anode selectively controls depending on the selected operating state for the X-ray tube.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the operating state "recording" (Switches 57 and 62 open; switches 41, 42 and 67 closed) before starting the X-ray exposure

When the anode starts up, the power supply to the electrodes of the X-ray tube (20) is only established becomes when the rotational speed of the anode has an upper value of about 1000 rpm exceeds in the initial turning range.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the operating state "recording" when the anode is running at high speed (well over 1000 rpm) (switches 41, 57 and 62 open; switches 42 and 67 closed) after completing an X-ray, the power supply to the stator windings (28, 29) with reversed phase and with a different frequency for the purpose of anode deceleration takes place (dynamic braking) and that the power supply to the stator windings (28, 29) is interrupted when the speed of rotation the anode falls below a lower speed value (approx. 100 rpm).

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the operating state "Fluoroscopy" (switches 57 and 62 closed; switches 41 and 67 open) the power supply to the stator windings (28, 29) is interrupted when the speed of rotation of the Anode exceeds an upper value of about 1000 rpm in the initial rotation range, and that the Power supply to the stator windings (28, 29) is restored when the speed of rotation the anode falls below a lower speed value (approx. 100 rpm).

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the converter device (75) includes a ceramic piezoelectric pickup element (77).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized by an acoustic relay (.R ₆ ) connected with its coil (70) to the transducer device (75) with a switching contact (58) which, when the bearing noise of the anode has a first predetermined sound level exceeds, into a first position (58 b) and, if the bearing running noise falls below a second predetermined sound level, is switched to a second position (58 c).

Considered publications:
German Patent No. 929 142;
German Auslegeschriften No. 1105 530, 1091244.

1 sheet of drawings