DE2014937A1 - Röntgenröhre - Google Patents

Description

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,.:;, .· j.. 25.März 1970

C.H.I¹. Müller GmbH., Hamburg 1, Alexanderstr.

"Röntgenröhre."

Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgenröhre, deren Elektroden (Anode und Kathode) vakuumdicht mit dem Röhrenkolben verbunden sind.

Bei den bekannten Röntgenröhren besteht der Röhrenkolben meist aus Glas. Dabei ist die Anode an einen Ring angelötet, der aus einer Legierung mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Glas besteht und an den Röhrenkolben angeglast 1st. Die Kathode ist im allgemeinen auf einen Glasquetschfuß montiert. Beim Zusammenbau werden die Enden des Glaskolbens und des Quetschfußes erhitzt, aufeinander zugebogen und miteinander verschmolzen. Ein genaues Ausrichten der Anode und Kathode ist bei diesem Aufbau naturgemäß nicht möglich. Bei Röntgenröhren mit einer langen Elektronenbahn zwischen dem Heizfaden in der Kathode und der Auftreffplatte der Anode sowie bei Rundstrahlröntgenröhren führt diese Konstruktion nicht immer zu brauchbaren Ergebnissen. Insbesondere bei dem letztgenannten Röhrentyp,

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bei dem die Anode die Form eines Kegels hat, auf dessen oberen spitzen Teil der Elektronenstrahl auftreffen muß, damit sich in allen Richtungen senkrecht zur Röhrenachse eine gleichmäßige Strahlungsintensität ergibt, muß die erforderliche relative lage zwischen Kathode und Anode auf Bruchteile eines Millimeters genau eingehalten werden. Solche Genauigkeiten sind bei dem· bekannten Aufbau nicht zu erreichen.

Weiterhin kann es bei den bekannten Röntgenröhren in den ersten Betriebsstunden, insbesondere beim Einfahren, wobei die leistung der Röntgenröhre allmählich von einem geeigneten Wert bis zur Nennleistung gesteigert wird, zu Anschmelzungen an der Auftreffplatte kommen. Diese werden durch aus den Röhrenteilen bei Erwärmung ausbrechende Gasreste verursacht, die durch die an der Röhre anliegende Spannung ionisiert werden und das Feld so beeinflussen, daß die Elektronen die im Normalbetrieb z.B. eine Fläche von 2x3 mm treffen, auf einen Punkt fokussiert werden. An diesem Punkt ergeben sich daher Temperaturen, die ein Anschmelzen der Elektronenauftreffplatte zur Folge haben. Dadurch wird die Oberfläche an dieser Stelle so stark aufgerauht, daß die nutzbare Röntgenstrahlung zurückgeht. Die Röhre wird also durch diese nahezu punktförmige Zerstörung der Elektronenauftreffplatte unbrauchbar, obwohl der gesamte übrige Teil der Auftreffplatte und die Röhre noch intakt sind (die freigewordenen Gasreste werden relativ rasch von den vorhandenen Gettern gebunden).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens eine Elektrode, vorzugsweise die Kathode mit dem Röhrenkolben über ein verformbares Zwischenstück verbunden ist, bei dessen Verformung eine lageänderung des Brennflecks eintritt.

Im allgemeinen ist es zweckmäßig, nur die Kathode über ein

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derartiges Zwischenstück: mit dem Röhrenkolben zu verbinden, weil die Kathode leichter ist als die Anode. Durch das verformbare Zwischenstück ist es möglich, Kathode und Anode relativ zueinander so zu verschieben, daß beispielsweise bei Röntgenröhren mit Kegelanoden der Brennfleck" genau konzentrisch zur Spitze der Kegelanode liegt. Bei Röntgenröhren, deren Elektronenauftreffplatte an einer Stelle angeschmolzen ist, kann der Brennfleck an eine unbeschädigte Stelle verlegt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, wobei Pig. 1 einen Querschnitt und Pig. 2 eine Draufsicht auf eine Röntgenröhre gemäß der Erfindung sowie eine Vorrichtung zum Verändern der Brennflecklage zeigt.

Die Befestigung der Anode 2 am Glaskolben 1 ist der besseren Übersicht halber in der Zeichnung nicht dargestellt. Sie kann in bekannter Weise mittels eines Ringes aus einer Legierung (Handelsname Vacon) mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Glas erfolgen, der mit seinem einen Ende an die Anode angelötet und mit seinem anderen Ende an den Glaskolben angeglast ist. Dabei besteht eine starre Verbindung zwischen Anode und Glaskolben.

Die Kathode 3 enthält einen Heizfaden 4 und einen die . Elektronenbahn beeinflussenden Kathodentopf 5, die an einer Platte 6 befestigt sind, an der außerdem noch eine äußere Abschirmhülse 7 aus Nickel befestigt ist. Die Platte 6 wird von einer Metallhülse 8 getragen, die auf eine weitere Metalltiülse 9 geschoben und mit dieser verbunden ist. Die Metallhülse 9, die an ihrem in den Glaskolben hineinragenden Ende durch eine Glasdurchführung 10 vakuumdicht abgeschlossen ist, ist an einer Scheibe 11 befestigt, aus der sie etwa 10 mm herausragt. Die Scheibe 11 ist mit einem aus Vacon bestehenden Ring 12 verbunden, der seinerseits an den Glaskolben 1 angeglast ist. Die Verbindung zwischen den

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Teilen 5-9 und 11, 12 der Kathode kann in bekannter Weise durch eine Hartlötung oder auch durch eine Schweißung erfolgen.

Die Lage des Heizfadens 4 und des Kathodentopfes 5 und damit auch die Lage des Brennfleckes kann bei dieser Konstruktion durch Verkanten der Hülsen 8,9 gegenüber der Scheibe 11 verändert werden, ohne daß die Metall-Glasverbindung zwischen dem Ring 12 und dem Glaskolben 1 wesentlich belastet wird. In der Zeichnung ist eine geeignete Torrichtung zum Justieren bzw. Verstellen des Brennfleckes dargestellt. Sie besteht aus einer zweiteiligen Buchse 13» die über den Ring 12 geschoben und mittels Schrauben 20 \ (Fig. 2) festgezogen wird. Am unteren Ende der Buchse befindet sich eine Führung, in der ein Flansch 14 mindestens um 360° um die Röhrenachse gedreht werden kann. In dem Flansch 14 ist ein Gewinde für eine Schraube 15 vorgesehen, an deren inneren Ende ein geeignet geformtes Ansatzstück vorgesehen ist, das gegen ein starkwandiges, in die Kathodenhülse 9 geschobenes Rohr 17 aus gehärtetem Stahl drückt. Die Kathode 3» d.h. der Heizfaden 4 und der Kathodentopf werden dadurch in Richtung der Schraube 15 verstellt, wobei das Ausmaß der Verbiegung durch den von der Schraube 15 auf das Rohr 17 ausgeübten Druck bestimmt ist.

h Die Justierung des Brennfleckes auf die Spitze der Kegelanode kann dabei auf folgende Weise vorgenommen werden: Die mit Nennspannung und einem geeigneten Strom betriebene Röntgenröhre wird an einen mit einer Strahleruneßkammer versehenen strahlendichten Behälter gebracht und motorisch einmal 360° um ihre eigene Achse gedreht. Dabei kann automatisch die Strahlenintensität in Abhängigkeit von dem jeweiligen Drehwinkel aufgezeichnet werden. Dabei wird die Schraube 15 mit den Flansch 14 in die der Minimalanseige entsprechende Stellung gebracht und angezogen. Dadurch wird die Verbindung zwischen dtr Scheibe 11 und dtr Hüls· 9

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plastisch soweit verformt, bis eine neue Messung eine gleichmäßigere Dosisvertellung (Abweichung geringer als 10 io) über den Umfang zeigt.

Infolge der Verformung verbleiben noch verhältnismäßig starke Restspannungen in den Metallteilen 9 und 11. Deshalb wird die Schraube 15 gelockert, wobei eine leichte.Rückstellung der Kathode in Richtung der ursprünglichen Stellung eintritt. Die endgültige Festsetzung der Kathode kann dann mittels einer über der Kathodenhülse 9 geschobenen, zweckmäßigerweise an diese angeschweißten Stahlplatte 18 erfolgen, in der wenigstens drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Gewindebohrungen für eine entsprechende Anzahl von Schrauben 19 vorgesehen sind, die gegen die Scheibe 11 gezogen werden können, so daß die Kathode in beliebiger Richtung verstellt werden kann. Wenn die in der Regel geringe Nachstellung der Kathode durchgeführt ist, werden die Schrauben 19 durch geeignete Mittel gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert. Dadurch, daß die Justiervorrichtung 18, 19 auf der Röhre bleibt, ist sichergestellt, daß die Justierung erhalten bleibt.

In den meisten Fällen ist ein Justieren mittels der Justiervorrichtung 13 bis 17 sogar überflüssig, weil die mit der Anordnung 18, 19 erzielbare Verstellung ausreicht. Auch dann muß aber nach dem ersten Verstellen die Justiervorrichtung entspannt und danach wieder angezogen werden, damit die mechanischen Spannungen in den Teilen 11, 9 verringert werden.

Heben dem |n der Zeichnung dargestellten verformbaren Zwischenstück (8> 9, 11, 12) können auch andere Zwischenetücke eingesetzt werden. Wichtig ist nur, daßAle Röhre auf einen !Präger (8, 9) sitzt, der von außen-bewegbar ist, ohne daß dabei das Ende des Glaskolbens starken mechanischen Spannungen ausgesetzt wird. Hierzu wird zweckmäßig zwischen

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dem Glaskolben und der Hülse 8, 9 ein zur Richtung der Röhrenachse senkrechtes Bodenstück 11 benutzt, der gegenüber die Hülse 8, 9 verbogen wird.

Patentansprüche:

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Claims (1)

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   PATENTANSPRÜCHE:

   intgenröhre, deren Elektroden (Anode und Kathode) vakuumdicht mit dem Röhrenkolben verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode (2, 3), vorzugsweise die Kathode (5) mit dem Röhrenkolben (1) über ein verformbares Zwischenstück (8, 9, 11) verbunden ist, bei dessen Verformung eine lageänderung des Brennfleckes eintritt. ,

   Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Zwischenstück aus einer den Kathodenaufbau (4t 5» 6) tragenden Hülse sowie einem an den Glaskolben (1) angeglasten topfförmigen Teil (11, 12) besteht, dessen scheibenförmiger Boden (11) senkrecht zur Röhrenachse angeordnet ist.

   3.) ;■-.■. ■ .- ■; ■-■ . ■ Röntgenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8, 9) aus dem scheibenförmigen Boden (11) herausragt.

   Röntgenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine an dem herausragenden Ende der Hülse (8, 9) befestigbare, mit wenigstens drei gegeneinander versetzten Gewindebohrungen für eine entsprechende Anzahl gegen den scheibenförmigen Boden (11) anziehbarer Schrauben (19) versehene Platte (18) vorgesehen ist.

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