DE2513894C3

DE2513894C3 - Abdichtung für ein Röntgenstrahlendurchgangsfenster

Info

Publication number: DE2513894C3
Application number: DE19752513894
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Phys. Dr.; Frank Richard; 8520 Erlangen Kotschak
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1977-09-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für ein Röntgenstrahlendurehgangsfenster nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Fenster sind aus der DT-AS 2J Jl 210 bekannt.

Aus vorgenannter Auslegeschrift ist es bekannt, l'enster aus Leichtmetall in einen Schwermetallrahmen 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 rohrförmigen Umbiegung und rohrförmigen! Rahmen miteinander verschweißt sind.

Blei der Beschäftigung mit dem vorliegenden Problem hat sich gezeigt, daß es Vorteile bieten könnte, wenn man bei der Anbringung von Fenstern ohne einen F.rhitzuiiiisvorgang, wie er beim Schweißen oder Löten benötigt wird, auskommen würde. Man könnte /.H. ohne zusätzliche Mittel, wie etwa Lot oder Kleber, sichel- verhindern, daß Flußmittel bzw. Binder und Marter später das abgeben und das Hochvakuum abbauen.

/Aufgabe der Frlindung ist es. zur Abdichtung von Röiiigenstrahlentlurchgangsfenstern nach dem Oberbegrill ties Anspruchs 1 eine Methode anzugeben, bei der Fenster, insbesondere solche großen Durchmessers, ohne Verschweißung als Strahleneingangsfenster vaku

umdicht einsetzbar sind.

Diese Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Verbindung des l'ensters mit dem Gefäß als auf dichten Preßsitz gebrachte Rohrverbindung ausgebildet ist, wobei von der Rohrachse gesehen in radialer Richtung auf den rohrförmigen Ansatz des Gefälles der rohrfönnige Rand des Fensters und dann ein Ring folgen, und dall der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials, aus dem der rohrfönnige Rand des Fensters besteht, größer als derjenige des Ansatzes und des Ringes ist, während der Wärmeausdehnungskoeffizient des den Ansatz bildenden Materials wenigstens demjenigen des Ringes entspricht.

Es ist dabei möglich, als Material für das Fenster Aluminium oder seine legierungen bzw. Beryllium oder seine Legierungen zu verwenden. Aber auch Kunststoffe, z. B. Polyimide, sind verwendbar, wenn sie durchdringende Sirahlen ausreichend durchlassen und dabei hinreichend im 1 lochvakuum stabil sind.

Das Gefäß kann entweder aus Glas oder aus einem Metall, wie Eisen, Stahl, Nickel oder Kupier, bestehen. Von den Materialien des Gefäßes und denjenigen des Fensters ist gemeinsam zu verlangen, daß sie beim Aneinanderpressen und gegebenenfalls Erhitzen den dichten Sitz 'Jer Teile aneinander gewährleisten.

Bei der Erfindung kommt man ohne Verschweißung oder Verlölung aus, so daß die beim Schweiß- oder Löterhitzen auftretenden Verformungen des Rahmens unterbleiben. Nach der Erfindung werden vielmehr die Teile übereinander gesteckt und mit einer Kraft von 500 bis 1000 kp 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 Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

In der Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen mit einem Fenster versehenen Vakuum-Röntgenbildverstärker gezeichnet und

in der F i g. 2 ein vergrößerter Ausschnitt aus der Verbindungsstelle des Fensters mit dem Gefäß des Bildverstärkers.

In der F i g. 1 ist mit 1 ein vakuumdichi.es 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 Träger 3, der mit einer Leuchtstoffschicht 4 und einer Fotokathodenschicht 5 versehen ist. Auf diese als Fotokathode zu bezeichnende Kombination folgen Elektroden 6, 7, 8 und 9 und ein für Elektronen empfindlicher Leuchtschirm 10, der wiederum vor einem optisch durchsichtigen Fenster 11 liegt, welches den dem Fenster 1 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. Dazu sind die Elektroden 6 bis 9 über Zuleitungen 12 bis 16 zur Erzeugung entsprechender Potentiale mit einer Spaiv nungsquellc verbunden.

In tier F" i g. 2 ist ersichtlich, daß >l.is Eipgan^sfensier 2. welches aus Aluminium besieht, die Form einer Kappe hat, tieren rohrförmiger Rand über tlas rohrfönnige Ende des Gefälles 1 gesteckt ist und wobei außen herum ein Ring 17 gelegt ist, der wie tias rohrfönnige Ende ties Cjefäßes i aus Stahl besteht. Außerdem 'iiesitzt das Gefäß 1 einen Wulst 18, der im Querschnitt dreieckige Forin aufweist, so daß sich beim Zusammenpressen in

konisch zueinander der Kappe sow if

ties I'leiles 14 an den
lassenden Rändern des (iefäßes um
des Ringes 17 ein vakuumdichte¹!' Sit/, ergibt.

Der Querschnitt des Wulstes kann aber auch Viereekform hüben oiler halbrund sein. l>, kommt lediglich darauf an. daß sich beim kindruck in das Material des l'ensters eine dichte Verbindung bildet.

Die Ausdehnungskoeffizienten von Stahl und Aluminium verhallen sich wie I : 2. Bei (ielal.len mit einem Durchmesser von JO und iiieh'· cm ist es zweckmäßig, Kdelsiahl für die (iefaßwand zu verwenden. Bei einer Dicke der Wund von ca. 2 mm wird bei i^r> bis 40 cm Durchmesser eine hinreichende festigkeit erhalten. Die Dicke iles I cnsieis aus Aluminium ist dabei mil I mm bei ausreichender Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen hinreichend stabil. l^:.in 2 mm dicker Rii:g aus Stahl gibt am äullcren I Jinl'ang ausreichend I lall. Außerdem sol'ie dabei die Kappe 2 bis i cm über den Rand ties (iel'äUes grellen und der Ring i bis Scm breit sein. Durch die vorgenannte Wahl tier Dimensionen wird neben giuei¹ l'esiigkeil auch genügend Aiiiegellät he erhallen. Das Aulbi'ingen ties Ringes erlolgt dabei in einer Presse mit einer Kraft von ¹SOOkρ bis 1000 kp. Danach sollte /weckmällig noch eine I ihil/iing aiii 400 bis ^r>00 ( erlolgen. um sicher Dichtheit /n erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Putcntiiuspriichc:

1. Abdichtung für ein Röntgenstrahlendurehgangsfenster in einem evakuierten Gefäß, das einen rohrförmigen Ansät/ hai, der mit einem rohrförmigen Rand des Fensters dicht verbunden ist, d a d Ii r c h g e k e η η / e i c h net, daß die Verbindung des l'ensters (2) mit dem Gefäß (1) als auf dichten Preüsit/ gebrachte Rohrverbindung ausgebildet ist, wobei von der Rohrachse gesehen in radialer Richumg auf den rohrförmigen Ansät/ ties Gefäßes (1) der rohrfönnige Rand ties Fensters (2) und dann ein Ring (17) erfolgen, und daß der Wärmeausdehnungskoeffizient ties Materials, aus dem tier rohrfönnige Rand des l'ensters (2) besteht, größer als derjenige ties Ansatzes und des Ringes (17) ist, während der Wärmeausdehnungskoeffizient des ilen Ansatz bildenden Materials wenigstens dein jenigen des Ringes (17) en ι spricht.

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

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

4. Abtlichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß tier Querschnitt ties Wulstes (18) dreieckig ist.

^r>. Verfahren zur Herstellung einer Abdichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Feile übereinander gesteckt und mit einer Kraft von 500 bis 1000 kp ineinander gepreßt werden und dann aul 400 bis 500" C erhitzt werden.