DE2431990B2 - Verwendung eines aus Keramik- und Metallteilen zusammengelöteten Kolbens als Vakuumkolben für Röntgenröhren - Google Patents
Verwendung eines aus Keramik- und Metallteilen zusammengelöteten Kolbens als Vakuumkolben für RöntgenröhrenInfo
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Description
Ein Kolben aus Keramik- und Metallteilen für elektrische Entladungslampen, bei dem wenigstens die
an den Befestigungsstellen an Keramik liegenden Elemente der Metallteile aus Niob (Nb) bestehen, ist aus
der DE-OS 15 71 501 bekannt. Dieser für eine Metalldampflampe vorgesehene Kolben wird hergestellt
aus einem Rohr, dessen Öffnungen mit scheiben- oder kappenförmigen Verschlußstücken hermetisch
verlötet sind.
Bei Entladungslampen treten andere Probleme auf als bei Röntgenröhren. Kolben von Lampen brauchen
keine kleinen Baulängen und zugleich Hochspannungsfestigkeit aufweisen. Entsprechend ist bisher auch eine
Übertragung des bekannten Verfahrens zum Verschließen einer Öffnung an Kolben, die aus feuerfestem
Oxidmaterial bestehen, auf Kolben für Röntgenröhren unterblieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch als Vakuumkolben für Röntgenröhren die Verwendung
eines aus Keramik- und Metallteilen zusammengelöteten Kolbens, bei dem die Lötstellen an den Metallteilen
aus Niob bestehen, zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die Lötstellen an den
inneren und äußeren Wänden der Keramikteile liegen.
Durch die erfindungsgemäße Verlegung der Lötstellen können kleine Baulängen erhalten werden, weil an
den Stirnflächen der Keramikteile keine Ansätze auftreten. Andererseits kann die Hochspannungsfestigkeit
durch große Kriechwege erhöht werden. Erst durch die direkte Lötung auch bei von nach Art von Stecker
und Buchse ineinandergreifenden Metall- und Keramikteilen nach der Erfindung können die bekannten Kolben
eine für die Anwendung als Vakuumkolben von Röntgenröhren günstige Form erhalten.
Bei Röntgenröhren ist es wichtig, daß für Lötungen Lote mit Schmelzpunkten über 10000C, wie etwa
Kupfer, das bei 1100° C schmilzt, anwendbar sind. Das
Niob weist außerdem noch die Eigenschaft auf, daß es recht duktil ist, so daß es zur Herstellung von Zieh- und
Drückteilen geeignet ist Außerdem hat es sich als für die Röhrenherstellung vorteilhaft erwiesen, daß es gut
schweißbar ist So ist z. B. das Argon-Are oder Plasmaverfahren anwendbar. Als weiterhin den Einsatz
in Hochvakuumelektronenröhren fördernde Eigenschaft des Niobs hat sich erwiesen, daß es als sog. Getter
zur Bindung in der Röhre unerwünschter Gase geeignet ist.
Bei der Herstellung von Vakuumkolben für Röntgenröhren können die gesamten Metallteile aus Niob
hergestellt werden. Wegen des relativ hohen Preises von Niob kann man auch dazu übergehen, nur an den
Verbindungsstellen Übergangsstücke, sog. Lötflansche, aus Niob vorzusehen. Die übrigen Metallteile, die dann
2r> mit dem Flansch aus Niob verschweißbar sind, können
etwa aus Eisen oder aus rostfreiem Stahl bestehen.
Bei Röntgenröhren erweist sich das Niob auch in der Hinsicht in Weiterführung der Erfindung als besonders
zweckmäßig, als ein für Röntgenstrahlen gut durchlässi-
jo ges Fenster aus Oxidkeramik, wie Aluminiumoxid-Keramik
oder einem Naturprodukt wie Saphir, direkt einlötbar ist. Dies beruht beim Saphir darauf, daß er aus
Aluminiumoxid besteht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den
!> Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele weiter
erläutert.
In der Fig. 1 ist eine Drehanoden-Röntgenröhre größtenteils im Schnitt dargestellt, bei welcher der
Übergang zwischen den Metallteilen und den Keramik-
'« formteilen an den großen Umfangen über Anlötflansche
bewerkstelligt ist, und
in der F i g. 2 eine Ausführungsform, bei welcher der Kolben aus Keramiklochscheiben und Rohren aus Niob
zusammengelötet ist.
•f> Der Vakuumkolben 1 einer in Fig. 1 gezeichneten
Drehanoden-Röntgenröhre besteht aus einem rohrförmigen Teil 2 aus Aluminiumoxid-Keramik, welches an
seinem einen Ende nach außen eine Umbördelung 3 aufweist. Am äußeren Rand der Umbördelung 3 ist ein
r>o Anlötflansch 4 aus Niob mittels Kupfer angelötet. An
seinem freien Ende 5 ist der Anlötflansch 4 mit einem Rohrteil 6 aus Eisen verschweißt. In die Seitenwand des
Rohres ist eine Öffnung eingebracht, deren Rand nach außen aufgebogen ist und am freien Rand mit einem
Vi Ring 7 aus Niob verschweißt ist. Der Ring 7 hat
U-förmigen radialen Querschnitt und ist an seinem freien Ende mit einer Platte 8 aus Saphir mittels Kupfer
verlötet. Das Fenster 8 besteht aus Saphir und ist 1 mm stark. An seinem freien Ende 9 ist das Metallrohr 6 mit
'><> einem Anlötflansch 10 verschweißt Der Anlötflansch 10
stellt die Verbindung zu einem Keramikring 11 dar, der
radial einen U-förmigen Querschnitt aufweist. An seinem inneren freien Rand ist am Keramikring 11 eine
Verschlußplatte 12 aus Niob angelötet. Diese Ver-
i" schlußplatte ist mit einem Saugstutzen 13 zur Erzeugung
des Hochvakuums in der Röhre versehen. Außerdem ist eine aus Aluminiumtrioxid (AI2O3)
bestehende isolierende Durchführung 14 vorgesehen,
durch welche Leitungen 15 und 16 geführt sind. Den vakuumdichten Abschluß am anderen Ende des Kolbens
bietet eine Verschlußplatte 17, welche in ihrem Zentrum einen Stutzen 18 vakuumdicht trägt, welcher die
Halterung für einen Rotor 19 einer Drehanode 20 darstellt. Innerhalb des Kolbens 1 befindet sich
außerdem noch eine Kathodenanordnung 21, welche an der Innenseite der Platte 12 angelötet ist. Sie besteht aus
Niob und enthält die Fortsetzung der Leitungen 15 und 16 bis zu einer Glühkathode 22. An der Außenseite des
Rohrteiles 2 ist ein an sich bekannter Stator 23 angeordnet, welcher dazu dient, den Rotor 19 in
Rotationsbewegung zu versetzen, so daß eine Rotation der Anodenplatte 20 erhalten wird. Diese wird
aufrechterhalten, solange zur Erzeugung von Röntgenstrahlen mittels einer zwischen dem Stutzen 18 und
einer der Leitungen 15 oder 16 angelegten Hochspannung durch eine Heizspannung zwischen 15 und 16 aus
der Glühkathode 22 ausgesandte Elektronen auf die Brennfleckbahn 24 der Anode 25 zum Auftreffen
gebracht werden.
In der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform besitzt eine Drehanoden-Röntgenröhre einen Vakuumkolben
25, der aus Keramikscheiben 26, 27 und 28 besteht, die unter Zwischenschaltung von Rohren 29
und 30 miteinander verlötet sind. Die Scheiben 26, 27 und 28 besitzen zentrale öffnungen, von welchen
diejenigen der beiden Endplatten 26 und 28 einerseits mit der Anodenanordnung 31 und andererseits mit der
Kathodenanordnung 32 vakuumdicht verschlossen sind. Die öffnung der Scheibe 27 befindet sich innerhalb des
Kolbens und dient dem Durchtritt der Drehachse der Drehanode. Die Drehanodenanordnung selbst besteht
aus einem Halterungsstutzen 33, einem Rotor 34, einer Drehachse 35 und einer Anodenplatte 36. Die
Kathodenanordnung besitzt einen Halterungsstutzen 37, eine diesem Stutzen gegenüber dem Innenraum
vakuumdicht abschließende Anordnung 38, welche den Ansatz 39 trägt, in welchem sich Glühkathodenwendeln
40 und 41 befinden, welche an ihren Enden mit isoliert nach außen geführten Leitungen 42, 43 und 44
verbunden sind. Diese sind durch einen Körper 45 vakuumdicht in die Anordnung 38 eingeführt. Die
Leitung 34 führt zum Verbindungspunkt der beiden Glühwendeln 40 und 41, während die Leitungen 42 und
, 44 jeweils das freie Ende der Wendel bzw. 41 kontaktieren.
Zur Erzeugung von Röntgenstrahlen wird der Rotor 34 mittels eines über einen Stator 34' angelegten
Drehfeldes in Rotation versetzt. Zur eigentlichen
■ο Anregung der Röntgenstrahlen wird zwischen den Leitungen 42 und 43 bzw. 43 und 44 eine Heizspannung
angelegt, so daß die Wendel 40 bzw. 41 glüht, so daß mittels eines Hochspannungsfeldes, welches zwischen
dem Stutzen 33 und der Leitung 43 angelegt ist,
.·. Elektronen auf die Drehanode 36 zu beschleunigt werden. Aus der Wendel 40 treffen Elektronen auf eine
äußere Brennfleckbahn 46 auf, von der Wendel 41 aus wird eine innere Brennfleckbahn 47 betroffen. Im
Bedarfsfall können auch beide Brennfleckbahnen 46 und
ο 47 zur Aussendung von Röntgenstrahlen gebracht
werden. Als Lot zwischen den Seitenrändern der Platten 26, 27 und 28 und den Rohrteilen 29 und 30 sowie dem
Stutzen 33 und dem Kathodenansatz 37 ist Kupfer verwendet. Die direkte Verlötung ist möglich, weil die
■: Rohrteile 29 und 30 ganz aus Niob bestehen. Auch das
Fenster 48 aus Aluminiumoxid-Keramik, durch welches die auf den Bahnen 46 und 47 entstehenden Röntgenstrahlen
aus dem Kolben 25 austreten können, ist mit Kupfer in die aus Niob bestehende Wand des Rohres 30
ι.· eingelötet.
Im Rahmen der Erfindung sind außer Kupfer auch andere Lote benutzbar, die bei Vakuumkolben anwendbar
sind. Dies sind insbesondere solche, die oberhalb der üblichen Ausheiztemperatur und unterhalb der Tempe-
: ι ratur schmelzen, bei welcher die verwendeten Keramikteile
nicht mehr beständig sind. Bei Aluminiumoxid-Keramik ist das etwa zwischen 700 und 18000C.
Brauchbare Lote sind in dieser Hinsicht etwa auch Palladium-Nickellote oder reines Nickel bzw. reines
in Palladium.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verwendung eines aus Keramik- und Metallteilen zusammengelöteten Kolbens, bei dem die
Lötstellen an den Metallteilen aus Niob bestehen und an den inneren und äußeren Wänden der
Keramikteile liegen, als Vakuumkolben für Röntgenröhren.
2. Kolben zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile ganz
aus Niob bestehen.
3. Kolben zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Lötstellen der
Metallteile Teile aus Niob angesetzt sind.
4. Kolben zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikteile aus
Aluminiumoxid bestehen.
5. Kolben zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Metallrohr (6) ein
Fenster (8) aus Saphir unter Zwischenschaltung eines Ringes (7) aus Niob eingelötet ist.
6. Kolben zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikteile aus
Formteilen (2, 3, 11) bestehen, die zentrale Öffnungen zum Einsetzen der Kathode (21) und der
Anode (20) aufweisen, und daß die seitliche Begrenzung im Bereich von Kathode und Anode aus
einem Metallrohr (6) besteht.
7. Kolben zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikteile die
Form von Lochscheiben (26, 27, 28) aufweisen, die über Metallrohre (29, 30) miteinander verlötet sind
und in deren verbleibenden Endöffnungen einerseits die Kathodenanordnung (32) sowie andererseits die
Anodenanordnung (31) vakuumdicht eingelötet sind,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742431990 DE2431990C3 (de) | 1974-07-03 | 1974-07-03 | Verwendung eines aus Keramik- und Metallteilen zusammengelöteten Kolbens als Vakuumkolben für Röntgenröhren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742431990 DE2431990C3 (de) | 1974-07-03 | 1974-07-03 | Verwendung eines aus Keramik- und Metallteilen zusammengelöteten Kolbens als Vakuumkolben für Röntgenröhren |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2431990A1 DE2431990A1 (de) | 1976-01-22 |
DE2431990B2 true DE2431990B2 (de) | 1978-09-14 |
DE2431990C3 DE2431990C3 (de) | 1979-05-31 |
Family
ID=5919629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742431990 Expired DE2431990C3 (de) | 1974-07-03 | 1974-07-03 | Verwendung eines aus Keramik- und Metallteilen zusammengelöteten Kolbens als Vakuumkolben für Röntgenröhren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2431990C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19621765A1 (de) * | 1996-05-30 | 1997-07-31 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
-
1974
- 1974-07-03 DE DE19742431990 patent/DE2431990C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19621765A1 (de) * | 1996-05-30 | 1997-07-31 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2431990C3 (de) | 1979-05-31 |
DE2431990A1 (de) | 1976-01-22 |
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