DE2448497B2

DE2448497B2 - Röntgenstrahler mit einer ein zylindrisches Metallteil und mindestens ein keramisches Isolierteil aufweisenden Röntgenröhre und mit wenigstens einem Anschlußteil

Info

Publication number: DE2448497B2
Application number: DE2448497A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Bader; Dipl.-Phys. Engelbert Berger; Dieter Ohnemüller; Sieghard Dipl.-Ing. 1000 Berlin Reiprich
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1974-10-11
Publication date: 1981-05-21
Also published as: US4126803A; CH594982A5; DE2448497C3; GB1529868A; FR2331149B1; FR2331149A1; BE834396A; DE2448497A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Röntgenstrahier mit einer ein evakuiertes zylindrisches Metallteil aufweisenden Röntgenröhre, an deren Stirnseiten Hochspannungszuführungen für die Anode und die Kathode angeordnet sind und an deren zylindrischem Metallteil zumindest an einer Stirnseite ein ringförmiges keramisches Isolierteil befestigt ist, dessen von der Entladungszone abgewandte Stirnfläche zur Längsachse der Röntgenröhre rotationssymmetrisch und vorwiegend in radialer Richtung verlaufend ausgebildet ist und in dessen öffnung eine Hochspnnnungszufüiirung eingesetzt ist und mit wenigstens einem Anschlußteil, welches an mindestens einer Stirnseite auf die Hochspannungszuführung aufgeschoben und an der Röntgenröhre lösbar befestigt ist

Ein solcher Röntgenstrahier ist aus der DE-PS 7 65 667 bekannt

ίο Die Zuführungen der Hochspannungen zu Röntgenröhren erfolgen üblicherweise über Anschlußverbindungen, deren Isolatoren zur Vergrößerung ihrer isolierenden Oberflächen gewellt wie in der DE-PS 7 65 667 beschrieben, oder wie in dem DE-GM 69 46 926 beschrieben, als spitzer Konus ausgebildet sind.

Bei der in der DE-PS 7 65 667 beschriebenen

gewellten Ausbildung dsjs die Anode oder Kathode tragenden Isolators befindet sich dieser Isolator beidseitig noch im evakuierten Röhreninneren, so daß ein zusätzlicher Vakuumabschluß erforderlich ist

Ausgehend von einem Röntgenstrahier der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dessen Baulänge unter Vereinfachung des Aufbaus zu verringern und die Austauschbarkeit der 2ϊ Röntgenröhre unter Erhaltung der Hochspannungsfestigkeit zu erleichtern.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß das ringförmige Isolierten vakuumdicht mit dem zylindrischen Metallteil und der Hochspannungszuführung verbunden ist, daß dessen äußere Stirnfläche eben, einfach kegelstumpfförmig oder einfach gewölbt verläuft derart, daß deren Erzeugende mit einer senkrecht auf der Längsachse der Röntgenröhre stehenden Ebene einen Winkel von nicht mehr als 30° bildet, und daß die äußere Stirnfläche des Isolierteils ein Gegenstück für ein Isoliermaterial des Anschlußteiles bildet

Ein wesentlicher mit der Erfindung erzielter Vorteil wird darin gesehen, daß die Austauschbarkeit der Röntgenröhre direkt am Ort ihrer Einsatzes ermöglicht wird. Der einfache Aufbau ermöglicht eine einfache und preiswerte Herstellung der Röhre und ermöglicht eine Anwendung eines Baukastenprinzips insoweit als z. B. in den äußeren Abmessungen gleiche und mit einem Großteil gleichartiger Bauteile versehene Röntgenröhren mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwen dungsmöglichkeiten in die Röntgenstrahier eingesetzt werden können.

Die Röntgenröhre läßt sich dabei sowohl als einpolige als auch als zweipolige Röhre ausbilden. Sie läßt einen Einbau zu, bei dem die zylindrische Außenwandung der Röhre direkt auf Massepotential gelegt werden kann, so daß sich das Einsetzen der Röhre in eine Haube mit Isoliermaterial erübrigt. Die beschriebene Form der isolierenden Stirnfläche gewährleistet eine gute Hochspannungsisolatiop. und verbindet dies infolge der scheibenförmigen Ausbildung des Isolators mit dem Vorzug, nur wenig Bauvolumen — insbesondere eine nur sehr geringe Baulänge - zu erfordern. Die vorwiegend in radialer Richtung verlaufende elektrische Beanspruchung läßt es bei der scheibenförmigen Ausbildung des Isolators überdies zu, die mit geschichteten Dielektriken verbundenen Probleme zu vermeiden. Anhand von in den F i g. 1 bis 9 gezeigten Ausführungsbei'pielen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Die

F i g. 1 bis 3 zeigen Röntgenröhren der zweipoligen Art, bei der sowohl die Anode als auch die Kathode gegenüber der metallischen Vakuumwandung isoliert

sind bei gleichzeitig verkürzten Baulängen und vereinfachter Montage der erforderlichen Anschlußteile. Die

Fig.4 bis 7 zeigen Röntgenstrahier mit einer Röntgenröhre, wie sie für den Betrieb mit Gleichspannung geeignet sind, während die s

F i g. 8 und 9 Röntgenstrahier zeigen, die besonders für den Betrieb mit Wechselspannung geeignet sind.

Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Röhren sind schematisch im Querschnitt gezeigt; sie weisen jeweils ein zylindrisches Mantelteil 1 und ringförmige kerami- to sehe Isolierteile 2 an den Stirnflächen auf. Die keramischen Isolierteile 2 sind vakuumdicht mit dem metallischen zylindrischen Mantelteil 1 verbunden und stellen einen Teil der Vakuumhülle der Röhre dar. In den zentrischen öffnungen dieser Isolierteile 2 sind die Hochspannungszuführungen für die Anode A und die Kathode K vakuumdicht eingesetzt Die vakuumdichten Verbindungen können als Metallkeramiklötungen ausgeführt sein. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die keramischen Isolierteile 2 als planparallele Ringscheiben ausgebildet Die Außenflächen dieser keramischen Ringscheiben gewährleisten einen sicheren hochspannungsisolierenden Anschluß weiterer Bauteile.

In den Fig.2 und 3 sind die gleichen Teile mit den gleichen Ziffern bezeichnet, jedoch sind in F i g. 2 die keramischen Isolierteile als kegelstumpfmantelförmige Teile ausgebildet, wobei die äußeren Oberflächen Gieser keramischen Abschlußscheiben konkav ausgebildet sind.

In Fig.3 ist eine Röhre gezeigt, bei der die kegelstumpfmantelförmigen Keramikteile konvex ausgebildet sind.

Die Winkel a. der äußeren Stirnflächen der Isolierteile 2 gegenüber einer senkrecht auf der Röhrenachse stehenden Ebene sind gleich oder kleiner 30°. Es hat sich gezeigt, daß bei Einhaltung dieser gegebenen Grenzwinkel bei wesentlich kleineren Isolationswegen als bei den üblicherweise verwendeten Hochspannungsstekkern die Isolation der Hochspannung gewährleistet ist.

Die Zuführung der Hochspannung geschieht in der Weise, daß jeweils auf die Hochspannungszuführungen Anschlußteile aufgeschoben werden, die ebenfalls ein metallisches Mantelteil aufweisen und die Hochspannungs-Steckdosen, Kabel oder Hochspannungstransformotoren oder andere Bauelemente — in einem Isoliermedium eingebettet — enthalten. Diese Ansclilußteile werden in Achsrichtung auf die Röhre aufgedrückt

Die Anschlußteile, die auf diese Hochspannungszu- so führungen der Röhre aufgeschoben werden, sind mit ihrem metallischen Mantelteil mit dem metallischen zylindrischen Mantelteil 1 der Röhre elektrisch leitend verbunden und auf Masse gelegt. Die an den äußeren Stirnflächen der Isolierteile 2 anschließenden Seiten der Anschluflteile können entweder offen oder aber geschlossen sein. Handelt es sich um Anschlußteile mit offenen Anschlußseiten, so wird die offene Stirnseite des Anschlußteiles gas- oder fiüssigkeitsabgedictUet an die Stirnfläche der Isolierteile 2 oder des Mantelteiles 1 angepreßt und dann das Innere dieser Anschlußteile mit einem Isoliergas oder Isolieröl gefüllt. Die Anschlußteile enthalten dann Kupplungen oder gegebenenfalls Transformatoren oder aber direkt die Kabel.

Handelt es sich um Anschlußteile, die in sich geschlossen sind, so weisen sie an der Stirnseite, mit der sie an die Außenfläche der Isolierteile 2 der Röhre angekuppelt werden, ebenfalls ein Isolierteil auf, dessen Oberfläche der Form der Oberfläche des Isolierteiles 2 entspricht Beispielsweise besteht dann das Anschlußteil aus einem Metallmantel, der ebenfalls mit einer isolierenden Scheibe abgeschlossen ist In dem Anschlußteil befinden sich die hochspannungsführenden Teile — wie bereits beschrieben — in einem Isoliermedium. Die beiden Oberflächen, die der Keramikscheibe der Röhre und der Isolierscheibe des Aaschlußteiles, werden nun unter Zwischenfügung eines plastischen Isoliermediums, z. B. eines Isolierfettes, aufeinandergepreßt Dadurch ist sichergestellt daß sich in diesem Spalt zwischen den beiden Oberflächen der aufeinanderliegenden isolierenden Scheiben keine Luft befindet, so daß die Hochspannungsfestigkeit gewährleistet ist Die gleiche Dichtungsart wird auch anzuwenden sein, wenn das Anschlußteil kein flüssiges oder gasförmiges Isoliermedium, sondern ein festes Isoliermedium enthält Dabei ist dann die an der Außenfläche des Isolierteils 2 anzupressende Oberfläche des Isoliermediums entsprechend der Form der Oberfläche des Isolierteils 2 der Röntgenröhre auszubilden.

Die F i g. 4 zeigt nun einen Röntgenstrahier mit einer Röntgenröhre, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist Er weist Anschlußteile 3 und 4 auf; diese weisen jeweils einen Metallmantel 6 auf sowie Kupplungsteile 5 auf, in welche Hochspannungsstecker eingesteckt werden können. Die Anschlußteile sind mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium 7 gefüllt. Dieses Isoliermedium 7 der beiden Anschlußteile 3 und 4 benetzt auch die äußere Oberfläche der Isolierteile 2. Durch Abdichtungsringe 11 ist sichergestellt, daß das Isoliermedium aus den Anschlußteilen 3 und 4 nicht austreten kann. Der Metallmantel 6 ist elektrisch mit dem Mantelteil 1 der Röhre verbunden und auf Masse gelegt.

In F i g. 5 ist ein ähnlicher Röntgenstrahier dargestellt, bei welchem jedoch das Isoliermedium 7 der Anschlußteile 3 und 4 jeweils durch eine feste Isolierscheibe 8 abgeschlossen ist.

In der F i g. 6 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die Anschlußteile 3 und 4 als Hochspannungskabelenden 9 ausgebildet sind. Auch in diesem Fall dienen wiederum die Außenflächen der Isolierteile 2 als Partner für die hochspannungsfeste Verknüpfung mit den Anschlußteilen. Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 sind Hochspannungskabelenden 9 mit einem festen Isoliermedium ausgefüllt, und die gegenüberstehenden Flächen sind wiederum durch Zwischenfügen eines Isolierfettes hochspannungssicher verbunden.

Die F i g. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Anschlußteile 3 und 4 die Kabelenden enthalten, wobei diese Teile einen Metallmantel aufweisen, der mit einem flüssigen oder gasförmigen Isoliermedium 7 gefüllt ist. Diese Anschlußteile 3 und 4 werden an die äußeren Stirnflächen der isolierteile 2 angepreßt, und zwar unter Zwischenfügen von Dichtungsringen 11, so daß das flüssige oder gasförmige Isoliermedium 7 die Oberfläche der Isolierteile 2 direkt berührt. Somit ist auch hierdurch eine hochspannungssichere Verbindung gewährleistet.

In der F i g. 8 ist eine Ausführungsform dargestellt, die zum Betrieb mit Wechselspannung geeignet ist. Die eigentliche Röntgenröhre mit den Teilen 1, 2, K und A ist wiederum die gleiche, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Anschlußteile 3 und 4 sind Gehäuse, die einen Metallmantel 6 aufweisen und die mit flüssigem oder gasförmigem Isoliermedium gefüllt sind, in dem sich die beiden Hochspannungstransformatoren 12, jeweils für

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Kathode und Anode, befinden. Das Isoliermedium 7 Isoliermedium enthält. Auch dieses Anschlußteil weist benetzt wiederum direkt die äußeren Oberflächen der einen Metallmantel 6 auf, der an der einen Stirnfläche Isolierteile 2. mit einer Isolierscheibe 8 gas- oder flüssigkeitsdicht Die F i g. 9 zeigt einen Röntgenstrahier ähnlich wie in abgeschlossen ist. Die Außenfläche dieser Isolierscheibe Fig.8, der sich nur dadurch unterscheidet, daß die '> ist der Form der Außenflächen der Isolierteile 2 der Anschlußteile 3 und 4, die die Hochspannungstransfor- Röntgenröhre angepaßt. Die beiden aufeinanderpassenmatoren 12 enthalten, an ihren Stirnseiten ebenfalls den isolierenden Oberflächen werden unter Zwischenabgeschlossen sind, so daß sie einen geschlossenen fügung eines Isolierfettes aufeinandergespreßt, wodurch Behälter bilden, der das flüssige oder gasförmige die Hochspannungsisolation gewährleistet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Röntgenstrahier mit einer ein evakuiertes zylindrisches Metallteii aufweisenden Röntgenröhre, an deren Stirnseiten Hochspannungszuführungen für die Anode und die Kathode angeordnet sind und an deren zylindrischem Metallteil zumindest an einer Stirnseite ein ringförmiges keramisches Isolierteil befestigt ist, dessen von der Entladungszone abgewandte Stirnfläche zur Längsachse der Röntgenröhre rotationssymmetrisch und vorwiegend in radialer Richtung verlaufend ausgebildet ist und in dessen öffnung eine Hochspannungszuführung eingesetzt ist, und mit wenigstens einem Anschlußteil, welches an mindestens einer Stirnseite auf die Hochspannungszuführung aufgeschoben und an der Röntgenröhre lösbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Isolierteil (2) vakuumdicht mit dem zylindrischen Metallteil

(1) und der Hochspannungszuführung verbunden ist, daß dessen äußere Stirnfläche eben, einfach kegelstumpfförmig oder einfach gewölbt verläuft, derart, daß deren Erzeugende mit einer senkrecht auf der Längsachse der Röntgenröhre stehenden Ebene einen Winkel (λ) von nicht mehr als 30° bildet, und daß die äußere Stirnfläche des Isolierteils ein Gegenstück für ein Isoliermaterial des Anschlußteiles (3,4) bildet.

2. Röntgenstrahier nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stirnseiten aus gleichartig ausgebildeten keramischen Isolierteilen

(2) bestehen.

3. Röntgenstrahier nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (3,4) ein in elektrischem Kontakt mit der zylindrischen Metallhülle (1) der Röntgenröhre stehendes metallenes Hüllenteil (6) aufweist.

4. Röntgenstrahier nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Avischlußteil (3,4) als geschlossener, mit festem gasförmigen oder flüssigen Isoliermaterial gefüllter Behälter ausgebildet ist, der an einer Stirnseite mit einer Isolierscheibe (8) abgeschlossen ist, deren Außenfläche der Stirnfläche des ringförmigen Isolierteils (2) in ihrer Form angepaßt ist.

5. Röntgenstrahier nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenfläche des Anschlußteils (3,4) und der Stirnfläche des ringförmigen Isolierteils (2), ein isolierendes Material eingebracht ist.

6. Röntgenstrahier nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (3,4) als einseitig offener Behälter ausgebildet ist, dessen öffnung von der Stirnfläche des Isolierteils (2) verschlossen und der mit einem flüssigen oder gasförmigen Isoliermaterial gefüllt ist.