DE2513894B2

DE2513894B2 - Abdichtung fuer ein roentgenstrahlendurchgangsfenster

Info

Publication number: DE2513894B2
Application number: DE19752513894
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Phys. Dr.; Frank Richard; 8520 Erlangen Kotschak
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2513894A1; US4119234A; FR2305850A1; FR2305850B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für ein Röntgenstrahlendurchgangsfenstcr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Fenster sind aus der DT-AS 23 31 210 bekannt.

Aus vorgenannter Auslegeschrift ist es bekannt, Fenster aus Leichtmetall in einen Schwermetallrahmcn einzuschweißen, so daß man in einfacher Weise beliebig verformbare Fenster auch großen Durchmessers erzielt. Dabei wird Leichtmetall verwendet, das am Rand mit verschweißbarem Schwermaterial beschichtet ist. Die Beschichtung wird mit dem Rahmen dicht verschweißt. Dies ist u. a. auch so ausgeführt, daß der Rand des Fensters in axialer Richtung nach außen umgebogen in einen ringförmigen Rahmen eingepaßt ist und daß dann die Ränder von rohrförmiger Umbiegung und rohrförmigem Rahmen miteinander verschweißt sind.

Bei der Beschäftigung mit dem vorliegenden Problem hai sich gezeigt, daß es Vorteile bieten könnte, wenn man bei der Anbringung von Fenstern ohne einen Erhit/ungsvorgang, wie er beim Schweißen oder Löten benötigt wird, auskommen würde. Man könnte /. B. ohne zusätzliche Mittel, wie etwa Lot oder Kleber, sicher verhindern, daß Flußmittel bzw. Binder und Härter später Gas abgeben und das Hochvakuum abbauen.

Aufgabe der Erfindung ist es, zur Abdichtung von Rontgenstrahlendurchgangsfenslern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Methode anzugeben, bei der Fenster, insbesondere solche großen Durchmessers, ohne Verschweißung als Strahleneingangsfenster vaku-"tes ÄSabe^riird nach dem Kennzeichen des AniruchsT dadurch gelöst, daß die Verbindung des Fensters mit dem Gefäß als au dichten Preßsitz «!brachte Rohrverbindung ausgebildet ist, wobei von f r Rr hrach°e gesehen in radialer Richtung auf den i ?m?p.en Ansatz des Gefäßes der rohrförmig^ £T ^ßFeⁿnsfeⁿ _rrund dann e,n Ring folgen, und daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Matenaiv, aus dem der mhrförmige Rand des Fensters besteht, größer afs derjenige des Ansatzes und des Ringes ist. wahrend 5er Wärmeausdehnungskoeffizient des den Ansatz bildenden Materials wenigstens demjen.gen des Ringes ^enEs^PIisfdabei möglich, als Material für das Fenster Aluminium oder seine Legierungen bzw. Beryllium oder feine Legierungen zu verwenden. Aber auch Kunststofe z. B Polyimide, sind verwendbar, wenn sie durchdringende'Strahlen ausreichend durchlassen und dabei hinreichend im Hochvakuum stabil sind.

Das Gelaß kann entweder aus Glas oder aus einem Metall wie E.sen. Stahl. Nickel oder Kupfer, bestehen. Vor. den Materialien des Gefäßes und denjenigen des Fensters ist gemeinsam /u verlangen, daß s.c beim Aneinanderpressen und gegebenenfalls Erh.t/en den dichten Sitz der Teile aneinander gewährleisten

Bei der Erfindung kommt man ohne Verschiebung oder Verlötung aus. so daß die beim Schweiß- «.der Löterhitzen auftretenden Verformungen de«. Rahmens unterbleiben. Nach der Erfindung werden vielmehr die Teile übereinander gesteck, und mit einer Kraft von ,00 bis lOOOkp ineinander gepreßt und dann auf 400 bis 500 C erhitzt so daß thermische oder mechanische Kräfte an allen Teilen gleichmäßig auftreten und kein Verziehen befürchtet werden muß.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den FiBuren'dargcstellten Ausführungsbeispiels erläutert.

In der f ig 1 ist e^|n Schnitt durch einen mit einem Fenster versehenen Vakuum-Röntgenbildvcrsiarker

gezeichnet und .

in der Ii g 2 ein vergrößerter Ausschnitt aus der Verbindungsstelle des Fensters mit dem Gelaß des Bildverstärkers.

In der F i g. 1 ist mit 1 ein vakuumdichtes Gefäß bezeichnet das an seinem einen axialen Ende mit einem Fenster 2 aus Aluminium verschlossen ist. Hinter dem Fenster 2 liegt ein aus Aluminium bestehender 1 rager der mit einer Leuchtstoflschicht 4 und einer I otokathodenschicht 5 verschen ist. Auf diese als Fotokathode zu bezeichnende Kombination folgen Elektroden 6, 7, und 9 und ein für Elektronen empfindlicher Leuchtschirm 10. der wiederum vor einem optisch durchsichtigen Fenster 11 liegt, welches den dem Fenster gegenüberliegenden Verschluß des Gefäßes 1 darstellt. Die Elektroden 6 bis 9 dienen bekanntlich der Abbildung der in der Fotokathode 3 bis 5 ausgelösten Elektronen auf dem Leuchtschirm 10 Da/u sind die Elektroden β bis 9 über Zuleitungen 12 bis 16 zur Erzeugung entsprechender Potentiale mit einer Spannungsquelle verbunden.

In der F i g. 2 ist ersichtlich, daß das Eingangsfenster welches aus Aluminium besteht, die Form einer Kappe hat, deren rohrförmiger Rand über das rohrförmige Ende des Gefäßes 1 gesteckt ist und wobei außen herum ein Ring 17 gelegt ist, der wie das rohrförmige Ende des Gefäßes 1 aus Stahl besteht. Außerdem besitzt das Gefäß 1 einen Wulst 18, der im Querschnitt dreieckige Form aufweist, so daß sich beim Zusammenpressen in

Richtung des Pfeiles 19 an den konisch zueinander passenden Rändern des Gefäßes und der Kappe sowie des Ringes 17 ein vakuumdichter Sitz ergibt.

Der Querschnitt des Wulstes kann aber auch Viereckform haben oder halbrund sein. Es kommt lediglich darauf an, daß sich beim Eindruck in das Material des Fensters eine dichte Veroindung bildet

Die Ausdehnungskoeffizienten von Stahl und Aluminium verhalfen sich wie 1 :2. Bei Gefäßen mit einem Durchmesser von 30 und mehr cm ist es zweck.naßig, Edelstahl für die Gefäßwand zu verwenden. Bei einer Dicke der Wand von ca. 2 mm wird bei 35 bis 40 cm Durchmesser eine hinreichende Festigkeit erhalten. Die Dicke des Fensters aus Aluminium ist dabei mit 1 mm bei ausreichender Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen hinreichend stabil. Ein 2 mm dicker Ring aus Stah! gibt am äußeren Umfang ausreichend Halt. Außerdem sollte dabei die Kappe 2 bis 3 cm über den Rand des Gefäßes greifen und der Ring 3 bis 5 cm breit sein. Durch die vorgenannte Wahl der Dimensionen wird neben guter Festigkeit auch genügend Anlegefläche erhalten. Das ^fbringen des Ringes erfolgt dabei in einer Presse mit einer Kraft von 500 kp bis lOOOkp. Danach sollte zweckmäßig noch eine Erhitzung auf 400 bis 500° C erfolgen, um sicher Dichtheit zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abdichtung für ein Röntgenstrahlendurchgangsfenster in einem evakuierten Gefäß, das einen rohrförmigen Ansatz hat, der mit einem rohrförmigen Rand des Fensters dicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Fensters (2) mit dem Gefäß (1) als auf dichten Preßsitz gebrachte Rohrverbindung ausgebildet ist, wobei von der Rohrachse gesehen in

radialer Richtung auf den rohrförmigen Ansatz des Gefäßes (1) der rohrförmige Rand des Fensters (2) und dann ein Ring (17) erfolgen, und daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials, aus dem der rohrförmige Rand des Fensters (2) besteht, größer als derjenige des Ansätze? und des Riuges (17) ist, während der Wärmeausdehnungskoeffizient des den Ansatz bildenden Materials wenigstens demjenigen des Ringes (17) entspricht.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz außen und der Ring (17) innen konisch ausgebildet sind.

3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz außen oder der Ring innen wenigstens einen um seinen Umfang herum verlaufenden Wulst (18) aufweist.

4. Abdichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Wulstes (18) dreieckig ist.

5. Verfahren zur Herstellung üiner Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile übereinander gesteckt und mit einer Kraft von 500 bis 1000 kp ineinander gepreßt werden und dann auf 400 bis 500' C erhitzt werden.