DE279026C - verfahren und einrichtung zur herstellung von moment -roentgenaufnahmen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 279026 KLASSE 21 g. GRUPPE

Zusatz zum Patent 263420.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. März 1913 ab. Längste Dauer: 25. April 1926.

In der Patentschrift 263420 ist ein Verfahren zur Herstellung von Moment-Röntgenaufnahmen angegeben, nach welchem die Röntgenröhre für die Dauer einer Periode oder für eine, kürzere Zeit die Wechselspannung eines Hochspannungstransformators aufgedrückt erhält. Hierbei war kein besonderer Wert darauf gelegt worden, in welcher Phase der Wechselspannung des Netzes die Einschaltung des Transformators und wann die Ausschaltung erfolgte. Es hat sich aber gezeigt, daß sich durch besondere Wahl der Ein- und Ausschaltzeiten der Effekt im Sekundärstromkreis um ein Vielfaches erhöhen läßt.

Es gelingt dies gemäß der Erfindung durch Ausnutzung der bekannten Erscheinungen, welche beim Einschalten eines Transformators auftreten, und'unter dem Namen Rusheffekt bekannt sind. Bei der Einschaltung der Primärwicklung eines Transformators entsteht nämlich ein starker Stromstoß im Primärkreise, welcher eine maximale Größe annimmt, falls die Netzspannung im Einschaltmoment den Wert Null hat. Die Intensität des Stromstoßes ist außerdem um so größer, je größer die Remanenz im Augenblick des Einschaltens ist. Mit dem hohen Wert, den die Stromstärke annimmt, geht hierbei eine Änderung der magnetischen Induktion Hand in Hand.

Die Kurve der magnetischen Induktion verschiebt sich beträchtlich in bezug auf die Nulllinie, ohne, daß sie indes in ihrem Charakter wesentlich geändert wird.

Es soll nun dieser Effekt für die Erzeugung eines sehr starken Stromstoßes in dem Sekundärkreise in der Weise ausgenutzt werden, daß einerseits der Zeitpunkt der Einschaltung in bezug auf die Phase der Netzspannung so gewählt wird, daß der Rusheffekt am stärksten auftritt, und daß andererseits der Primärkreis gerade dann ausgeschaltet wird, wenn die durch den Rusheffekt hervorgerufene Induktion, ein Maximum erreicht hat. Da dieses Maximum der Induktion viel höher, oft über das Doppelte des Höchstwertes der normalen Induktion beträgt, so tritt bei Ausschaltung des Primärkreises bei dieser Phase in der Sekundärwicklung ein ganz bedeutender Stromstoß auf. Die Ausschaltung im maximalen Wert der Induktion bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die Remanenz die größtmögliche wird. Da der Rusheffekt aber um so stärker auftritt, je größer die Remanenz ist, so treten bei der Benutzung der zur Ausführung des Verfahrens bestimmten Einrichtung sehr günstige Verhältnisse ein.

Auf der Zeichnung sind der Grundgedanke des Verfahrens in einem Kurvenbild, eine Vorrichtung zu dessen Ausführung in einem Beispiel und das zugehörige Schaltungsschema

dargestellt. In Fig. ι bedeutet die Kurve Ef die Netzspannung, Bn die normale Induktion. Die Kurve / veranschaulicht den starken Stromstoß, welcher eintritt, wenn im Augenblick der Spannung Null eingeschaltet wird. Der Stromstoß erreicht sein Maximum nach einer halben Periode, und ihm folgen mehrere andere ebenfalls noch beträchtlich hohe Stromstöße. Die magnetische Induktion zeigt bei der Einschaltung im Augenblick der Spannung Null einen Verlauf gemäß der Kurve B, wobei die Anfangsordinate durch die Remanenz bestimmt ist. Sie erreicht ihre Maxima nach einer ungeraden Anzahl von halben Perioden nach der Einschaltung. Wird im Augenblick der maximalen ^; Induktion ausgeschaltet, so ergibt sich im Sekundärkreise eine E. M. K. gemäß dem unter den erwähnten Kurven stehenden Kurvenbild, welches einen negativen Impuls von ungefähr normaler Größe und einen positiven, sehr großen und schnell verlaufenden zweiten Impuls enthält. Wird im Sekundärkreise ein Hochspannungsgleichrichter vorgesehen, so können beide Impulse der Röntgenröhre zugeführt und damit ein einmaliges Aufleuchten von kurzer Dauer aber sehr großer Intensität erzeugt werden.

Die Fig. 2 zeigt in schaubildlicher Darstellung eine Ausführungsform einer Vorrichtung, durch welche die Ein- und Ausschaltung in den günstigsten Momenten erreicht werden kann. Die Welle w, die durch ein Handrad h gedreht werden kann, ist einerseits in der Grundplatte g, andererseits in einer den Deckel des Gefäßes, in welches die Vorrichtung eingehängt wird, bildenden Platte p drehbar gelagert. Die Grundplatte g ist mittels Schienen ζ fest mit der Platte p verbunden. Ein auf der Welle w drehbarer Arm α ist durch eine Spiralfeder f mit der Welle gekuppelt. Beim Spannen der Feder durch Drehen der Welle legt sich einer der beiden auf dem Arm angebrachten Anschläge b gegen den unter Federwirkung stehenden Anker c eines Relais r, welches an einer Traverse t befestigt ist. Die Spannung der Feder wird stets gleich einem Drehwinkel der Welle von 180° gewählt, indem zwei unter Federwirkung stehende Klinken k an der Traverse t vorgesehen sind, die einen mit der Welle fest verbundenen Arm d nach erfolgter Drehung an einem Zurückschnellen verhindern.

Wird der Anker c des Relais,r angezogen, so bewegt sich der Arm α unter dem Einfluß der Feder f, und er wird während dieser Bewegung durch eine der beiden auf der Unterseite des Armes angebrachten Bürsten e leitende Verbindung zwischen den bogenförmigen Kontaktstücken i und j hergestellt. Von diesen ist i in die Grundplatte g aus Isoliermaterial eingelassen, während / in einen Ring m aus Isoliermaterial eingebettet ist, der mittels eines Zahntriebes η gegen die Grundplatte verdreht werden kann. Die Traverse / ist durch Schrauben q' an dem Gehäusedeckel p befestigt. Diese Schrauben sind durch Schlitze q in dem Deckel geführt und ermöglichen so eine Verstellung der Traverse t relativ zu der an dem Deckel durch die Schienen ζ unverrückbar befestigten Grundplatte g. Auf den Armen α und d sind Stifte u und ν angebracht, welche in der dargestellten sowie in der um 180 ° gedrehten Stellung zwischen den Federn der Kontaktpaare α, β, γ, $ eine leitende Verbindung herstellen.

Fig. 3 zeigt das Schaltungsschema der neuen Vorrichtung. An das Wechselstromnetz N sind zwei Kreise angeschlossen. Der Hauptstromkreis davon enthält die Primärwicklung des Transformators T, an dessen Sekundärspule über einen Gleichrichter G die Röntgenröhre R angeschlossen ist. Dieser Hauptstromkreis wird geschlossen, wenn eine der Bürsten e (Fig. 2) über die bogenförmigen Kontaktstücke i und j zugleich hinweggleitet.

Parallel zu dem Hauptstromkreis liegt ein zweiter, das Relais r enthaltender Stromkreis, der durch die Überbrückung der Kontaktfederpaare α, β oder γ, δ durch die Stifte u und ν vorbereitet und durch Schließung eines Auslöseschalters S vollendet wird.

Die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung ist die folgende:

Wird die Welle w des Schalters aus der in Fig. 2 dargestellten Ruhestellung mittels des Handrades h in dem durch den Pfeil angedeuteten Sinne gedreht, so legt sich der Arm a, da der Relaisstromkreis in der Ruhestellung geöffnet und mithin der Anker des Relais durch die Federwirkung in die Bahn der Ansätze b gelangt ist, mit einem dieser Ansätze gegen diesen Anker, wodurch eine Spannung der Feder f bewirkt wird.

Nach erfolgter Drehung um 180 ° wird der Arm d durch die rechte Klinke k an einer Zurückbewegung und durch weitere, nicht dargestellte Anschläge auch an einer weiteren Vorwärtsbewegung verhindert. In dieser Stellung legt sich der Stift ν an die Federn γ und überbrückt sie, wie in Fig. 3 punktiert angedeutet ist. Wird jetzt der Schalter S in dem vorgespannten Zustande der Vorrichtung geschlossen, so wird der den Anschlag für den Arm α bildende Anker des Relais r angerissen, und der Arm bewegt sich unter dem Einfluß der Feder f. Er schließt dabei durch eine der beiden Bürsten e für eine bestimmte Zeit den Hauptstromkreis an den Kontaktstücken i, j.

Die Einrichtung, daß die Auslösung der durch das Handrad h gespannten Schaltvorrichtung durch den Schalter S erfolgt, bringt

den Vorteil mit sich, daß der Arzt die Aufnahme von einem vom Instrumentarium entfernten Orte vornehmen und z. B. durch Bewegung eines Fußkontaktes bewirken kann.
Es läßt sich die Vorrichtung aber auch noch in anderer Weise verwenden. Wenn nämlich der Schalter S im Relaisstromkreise dauernd geschlossen ist, so ist dieser Stromkreis in der ungespannten Stellung der Feder f, wie die in

ίο ausgezogenen Linien dargestellte Stellung der Stifte u, ν in Fig. 3 zeigt, geöffnet. Dagegen wird er in dem Augenblicke geschlossen, in welchem die Welle w um 180 ° aus der Ruhelage gedreht ist und die Feder f somit in bestimmter Weise vorgespannt ist, denn der Stift ν legt sich dann an das Kontaktfederpaar γ und bewirkt, wie aus der gestrichelten Stellung des Stiftes ν in Fig. 3 hervorgeht, die Schließung des Relaisstromkreises und somit die Auslösung des Armes α und die Schließung des Primärkreises des Transformators. In der gestrichelten Stellung des Stiftes u in Fig. 3, welche dieser nach der so erfolgten Auslösung des Armes α annimmt, ist der Stromkreis wieder geöffnet. Der Relaisstromkreis wird aber wieder geschlossen, sobald der Arm d um 180 ° gedreht ist und somit die Feder f gespannt hat, denn in dieser Stellung schließt der Stift ν das Federpaar β kurz. Bei dauernder Einschaltstellung des Schalters 5 erfolgt daher die Einschaltung des Stromkreises selbsttätig in dem Augenblick, in welchem die Feder f auf die vorgeschriebene Spannung gebracht ist. Hierdurch ist die Vorrichtung für eine rasche Aufeinanderfolge von Aufnahmen, wie sie bei Polygrammen erwünscht ist, vorzüglich geeignet.

Um mit der Vorrichtung die für die Ein- und Ausschaltung günstigsten Momente gemäß dem Kurvenbild der Fig. 1 erhalten zu können, kann erfindungsgemäß in folgender Weise verfahren werden. Es ist bekannt, daß durch die Einschaltung im Augenblick der Spannung Null der Rusheffekt ein Maximum wird. Da nun das Relais stets in dem Augenblick den Anker anreißt, in dem sein Strom absolut genommen im Maximum ist, da weiter die die Bürste treibende Kraft der Feder stets dieselbe ist, und die Reibungswiderstände auch unverändert bleiben, so ist die Zeit, welche die Bürste braucht, um von der Nullstellung bis zur Einschaltlage für den Primärkreis zu gelangen, stets die gleiche. Da aber die Auslösung stets bei einer bestimmten Phase des Relaisstromes, also auch bei einer bestimmten Phase der Netzspannung stattfindet, so erfolgt auch die Einschaltung des Primärkreises des Transformators stets bei einer bestimmten Phase der Netzspannung. Durch Verstellung der Traverse t gegen die Grundplatte g kann demgemäß erreicht werden, daß die Einschaltung des Primärstromkreises gerade in dem Augenblick erfolgt, in dem die Netzspannung durch Null geht.

Die richtige Einstellung kann dadurch erkannt werden, daß dabei der im Primärkreis befindliche Strommesser A (Fig. 3) einen maximalen Ausschlag zeigt. Nachdem auf diese Weise der richtige Augenblick der Einschaltung festgestellt worden ist, kann der günstigste Zeitpunkt für die Ausschaltung durch Verstellung des Kontaktbogens / mittels des Zahnradgetriebes η eingestellt werden. Es bleibt hierbei die vorher bestimmte Einschaltphase dieselbe, da die Bürste 0 bei ihrer Bewegung zuerst den verstellbaren Bogen j bestreicht, mithin die Einschaltung erst dann erfolgt, wenn die Bürste den auf der Grundplatte fest angeordneten Kontaktbogen i berührt. Die günstigste Einstellung der Einschaltdauer des Primärkreises des Transformators kann ebenfalls rein empirisch an der Größe des Ausschlages an dem im Röntgenröhrenkreise angeordneten Milliamperemeter MA festgestellt werden.

Die Ausschaltung des Transformators kann auch nach drei halben Wellen· statt nach einer halben Welle erfolgen. Es wird auch dann noch ein verhältnismäßig großer Effekt erzielt werden. Die so erhaltene Aufnahmezeit ist für viele Fälle immer noch kurz genug. Wichtig ist nur, daß die Ausschaltung noch erfolgt, bevor der Rusheffekt seinen Einfluß verloren und die Induktion im Transformator ihren normalen Verlauf angenommen hat.

Der Antrieb der über die Kontaktbögen streifenden Bürsten kann auch durch einen Synchronmotor erfolgen, wobei dann zweckmäßig die Bürsten auf der Motorwelle fest angebracht sind und statt dessen auch der Kontaktbogen i gegen die Welle verstellbar eingerichtet ist. Diese Ausbildung ist namentlich, für kinematographische Aufnahmen von Wichtigkeit. Bei Verwendung eines vierpoligen Motors, wie sie bei den meisten Hochspannungsgleichrichtern benutzt werden, und unter der Voraussetzung eines einmaligen Kontaktschlußes pro Umdrehung der Motorwelle würde mit der neuen Vorrichtung stets innerhalb zweier Perioden des Wechselstroms ein intensiver Stromstoß durch die Röntgenröhre geschickt werden. Es ist somit eine große sekundliche Bildzahl ermöglicht, ohne daß die Gefahr der Unterbelichtung vorliegt.

Die Vorrichtung kann insbesondere auch, wie bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent in Verbindung mit einem Zeitschalter oder einer Schmelzsicherung im Primärkreise des Transformators verwandt werden und ist dann auch für die Herstellung von Polygrammen von sich schnell bewegenden Körpern sehr geeignet.

Claims (4)

1. -

   Patent-Ansprüche:

   ι. Verfahren zur Herstellung von Moment - Röntgenaufnahmen nach Patent 263420, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung des Primärkreises des Transformators bei einer für die Erzeugung eines großen Rusheffektes günstigen Phase der Wechselspannung des Netzes erfolgt, und die Ausschaltung in einem Augenblick stattfindet, in welchem die infolge dieses Effektes erzeugte magnetische Induktion im Maximum oder nahezu im Maximum ist.
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Stromschalter, der durch ein besonderes Organ (Relais), welches in einer durch eine besondere Einstellvorrichtung bestimmten Phase der Wechselspannung anspricht, ausgelöst wird und den Primärkreis des Transformators in an sich bekannter Weise für eine ebenfalls einstellbare Zeitdauer schließt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Zeitdauer zwischen dem Augenblick der Auslösung des Stromschlußorganes und dem der Einschaltung des Transformators bei konstant gehaltener treibender Kraft durch Veränderung der Weglänge des Stromschließungsorganes von seiner Anfangsstellung bis zu seiner Einschaltlage bewirkt wird.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Zeitdauer, während welcher der Primärkreis des Transformators eingeschaltet ist, durch Veränderung der Länge der einander gegenüberstehenden und durch das Stromschlußorgan gleichzeitig berührten Teile der in den Primärkreis eingeschalteten Kontakte bewirkt wird, dergestalt, daß ' hierbei der Abstand des Anfanges der sich gegenüberstehenden Teile der Kontakte von der Anfangsstellung des Stromschhißorgans ungeändert bleibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.