DE310368C

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Publication number: DE310368C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezweckt eine metallische Röntgenröhre zu schaffen, welche den Vorteil der großen Haltbarkeit gegenüber Glasröh₇ ren sowie der einfachen Bauart und Herste]-lung besitzt 'und gleichzeitig in ihrer Wirkungsweise, insbesondere in bezug auf Gasdiclitheit, sehr zuverlässig ist: Man hat für Vaktiumgefäße bereits vorgeschlagen, Elektroden dadurch gasdicht einzuführen, daß ein mit der Elektrode verbundener Kernkonus in einen Mantelkonus des Gefäßes eingesetzt und eine oberhalb des Konus angeordnete Mulde mit Quecksilber ausgegossen wird. Eine andere Dichtung der Elektroden von Vakuumgefäßen ist auch schon in der Weise versucht worden, daß aufeinander eingeschliffene ebene oder kugelförmige Dichtflächen an einem mit dem Gefäß bzw. der Elektrode ver-■ einigten Körper angebracht und in , diesen Körpern Rillen mit Quecksilberfüllung ausgespart werden. Bei derartigen metallischen Dichtungen besteht eine Herstellungsschwierigkeit darin, daß besondere Sorgfalt beim Einsetzen des Konus bzw. beim Aufeinanderschleifen der Dichtflächen darauf zu verwenden ist, daß ein Hindurchpressen des Quecksilbers durch äußeren Überdruck verhindert wird. Auch kann natürlich das frei dem Konus bzw. der Dichtfläche vorgelagerte flüssige Quecksilber nicht als ein Luftabschluß bezeichnet werden, der gegen äußere mechanische Einflüsse unbedingt widerstandsfähig ist und'die'z. B. bei Röntgenröhren erforderliche Unabhängigkeit von der jeweiligen Stellung des abzudichtenden Gefäßes besitzt. .

Gemäß der Erfindung soll nun bei metallischen Röntgenröhren ein unbedingt gasdichter und mechanisch widerstandsfähiger Einbau einer die Kathode enthaltenden Glasröhre und eines z. B. aus Quarz bestehenden Fensters unter Vermittlung eines mit dem einen bzw. anderen dieser Teile verbundenen Glaskegels dadurch erreicht werden, daß die Abdichtung durch eine zwischen Kegel und Röhrenwandung eingeschmolzene und zum Erkalten gebrachte Metallegierung gebildet wird. Zur Erhöhung der Dichtungswirkung kann dabei auf den in einen Halsteil bzw. in ein Auge der Röhre eingeschliffenen Kegeln je eine , ringförmige Dichtungseinlage angeordnet '5° werden, die durch ein auf den Hals bzw. auf das "Auge aufschraubbares Abschlußstück angepreßt wird. Die als Abdichtung dienende Metallegierung wird in geeigneter Weise gewählt und besteht vorzugsweise aus Wismuth, Blei, Kadmium und Quecksilber. Vorteilhaft ist- es ferner bei der Herstellung der Röhre nach der Erfindung so vorzugehen, daß das Einsetzen der mit der Kathodenglasröhre bzw. dem Quarzfenster verbundenen Kegel und.¹ das Einschmelzen der Metallegierung vor der vollständigen Abkühlung der zusammengeschweißten und ausgeglühten Metallteile der Röhre vorgenommen wird.

Die Zeichnung zeigt die Neuerung in einem Ausführungsbeispiele im Querschnitt. Die Röntgenröhre besteht gemäß Fig. 1 aus dem Zylinder 1, z. B. aus dünnem Stahlblech, der durch den Boden 2 und den Deckel 3 abgeschlossen ist, die aus dem gleichen Material sind und z.B. durch Verschweißen_smit dem Zylinder 1 verbunden werden. Der metal-

lische Deckel 3 geht in einen Hals 4 über, dessen Bohrung sich nach dem Zylinderinneren zu konisch verjüngt. In diesen Hals 4 ist eine die Kathode 5 enthaltende dickrandige Glasröhre 6 oder ein Glasstab mit Bohrung eingesetzt, wobei der in die Halsbohrung eintretende Teil der Glasröhre als eingeschliffener Kegel 7 ausgebildet ist, hinter dem sich die Glasröhre verjüngt. Der Kegel 7 ist mit Rillen 8 versehen, in welche über einen am Hals 4 des Metalldeckels 3 angeordneten Kanal 9 ein Dichtungsmetall eingegossen wird. Oberhalb des Kegels 7 ist in einer Erweiterung des Halses 4 eine Dichtungseinlage 10 vorgesehen, die durch ein in das Ende des Halses 4 einschraubbares Rohr stück 11 aus Metall, dessen eingeschraubter Teil nach innen verdickt ist, angepreßt wird. Der zwischen dem Röhrstück 11 und der Glasröhre 6 bestehende Zwischenraum ist mit Gips oder einem ähnlichen Stoff ausgegossen. Der Ansatz 12 der Glasröhre 6 dient zur Evakuierung.

Der Metallzylinder 1 weist ein Auge 13 auf, in dessen konische Bohrung ein Glaskegel 14 eingeschliffen ist, auf den ein Quarzfenster 15 aufgeschmolzen ist. Der Glaskegel 14 ist ähnlich dem Kegel 7 der Glasröhre 6 mit Rillen 16 versehen, in welche ein Dichtungsmetall über einen an der Bohrung des Auges 13 ausgesparten Kanal 17 eingegossen wird. Ferner ist eine Dichtungseinlage 18 angeordnet, welche durch einen auf das Auge 13 aufschraubbaren Ring 19 gegen den Glas-

kegel 14 gedrückt wird. Bei Röntgenröhren für Tiefentherapie wird an dem Auge 13 statt eines Quarzfensters, wie aus Fig. 2 ersichtlich, eine dünne Kupfermembrane 20 z. B. durch Aufschweißen befestigt. In dem Metallboden 2 der Röntgenröhre ist die Anode 21 eingesetzt, die in üblicher Weise ausgebildet und z.B. mit der Wasserkühlung 22 versehen sein kann.

Für das in die Rillen der Glaskegel 7 bzw. 14 einzugießende Dichtungsmetall wird zweckmäßig eine Metallegierung aus Wismuth, Blei, Kadmium, Zinn und Quecksilber genommen. Die Verhältnisse können so gewählt werden, daß 50 Teile Wismuth, 26

Teile Blei, 10 Teile Kadmium und 13 Teile Zinn auf schwacher Bunsenbrennerflamme zusammengeschmolzen und dann auf ein Wasserbad gesetzt werden, worauf 33 Teile Quecksilber dem flüssigen Metall zugesetzt und damit vermischt werden. Der Schmelzpunkt dieser Legierung beträgt 50⁰ C.

Die vor den Glaskegeln 7 und 14 anzuordnende Dichtungseinlage 10 bzw. 18 wird vorteilhafterweise dadurch gewonnen, daß eine Glimmer- oder Zellonscheibe geeigneter Stärke auf beiden Seiten kräftig mit Wasserglas bestrichen, dann zwischen zwei an der Berührungsseite ebenfalls dicht mit Wasserglas bestrichene Asbestscheiben gelegt und das Ganze mit einem entsprechenden Druck bis zur Trocknung bei gewöhnlicher Temperatur zusammengepreßt wird. Es kommt hierfür ein Druck von mindestens 15 bis 20kg und eine Preßdauer von nicht unter 3 Tagen in Betracht.

Bei der Herstellung der neuen Röntgenröhre kann gemäß der Erfindung so vorgegangen werden, daß zunächst die Metallteile der Röhre, nämlich Zylinder 1, Boden 2 und Dekkel 3 in etwa 2oprozentiger Schwefelsäure gespült, dann in laufendem Wasser ausgewaschen und mit destilliertem Wasser nachgespült werden, so daß alles Brunnenwasser entfernt wird. Hierauf werden die Metallteile in absoluten Alkohol gelegt, etwa 24 Stunden darin gelassen und zuletzt etwa ι bis 2 Stunden in Äther gelegt. Nach dem Trocknen und vollständigen Verdunsten des Äthers werden die Metallteile ζ. Β. autogen zusammmengeschweißt, wobei darauf zu achten ist, daß deren Innenflächen nicht mehr berührt werden. Dann wird die Metallröhre etwa ι bis 2 Stunden ausgeglüht. Bevor sie sich ganz abgekühlt hat, wird die leicht, d. h. auf etwa 60 bis 70⁰ C, erwärmte Kathodenglasrohre 6, die aus Jenaer Glas oder Quarz besteht, mit ihrem geschliffenen Kegel 7 fest in die glatt geschliffene konische Bohrung des Deckelhalses 4 nach dem Prinzip des Glasrezipienten auf der Metallplatte der Luftpumpe eingepreßt und nunmehr bei ungefähr 60 bis 70⁰ C die Metallegierung, die als Dichtungsmetall dienen soll und auf dem Wasserbade geschmolzen ist, in die Rillen 8 des Kegels 7 eingegossen, so daß sie diese sowie den Eingußkanal 9 vollständig ausfüllt. Bevor noch die Metallegierung erkaltet ist, wird die aus Asbest und Glimmer oder Zellon gebildete ringförmige Dichtungseinlage 10 in die Erweiterung des Halses 4 eingelegt. Die Röhre läßt man nun langsam abkühlen und etwa 48 Stunden ruhen. Dann wird die Dichtungseinlage 10 mit Pizein gedichtet. Nach weiterem Stehen und Ruhenlassen der Röhre über ungefähr 48 Stunden wird das Metallrohrstück 11 aufgeschraubt und mit Benzolgips ausgegossen. Nach weiteren 3 bis 4 Tagen Ruhe wird, nachdem der Gips vollständig getrocknet ist, der Gipsrand mit Pizein vollständig ausgestrichen. -

In gleicher Weise wie der Kegel 7 der Kathodenglasröhre 6 wird das in den Glaskegel 14 eingeschmolzene Quarzfenstef 15 in das an der Wandung des Zylinders 1 vorgesehene Auge 13 eingesetzt und durch Eingießen dei Metallegierung in die Rillen 16 des Kegels 14 und Aufbringen der Dichtungseinlage 18 ab-

gedichtet. Die bei Metällröhren für Tiefentherapie zu Verwendende dünne Kupfermembrane 20 wird vor dem Einsetzen der Ka-/ thodenglasröhre 6 und dem Ausglühen der Metallröhre z. B. autogen aufgeschweißt, nachdem sie ebenso wie die Metallteile der Röhre vorbehandelt worden ist. Nach Fertigstellung der ganzen Röntgenröhre erfolgt die Evakuierung über die Kathodenglasröhre 6.

Die Kühlung der Anode kann statt. mit Wasser auch durch Metallamellen bewirkt werden. An den Metallteilen der Röntgenröhre können noch Vorrichtungen für Erdableitung und Blendenanordnung angebracht sein. Ebenso können Regeneriervorrichtungen in den Metallzylinder der Röhre eingeschweißt werden, wenn die Röhte nicht als Glühkathodenröhre ausgebildet ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Metallische Röntgenröhre, bei welcher eine die Kathode enthaltende Glasröhre sowie ein Quarzfenster je mittels eines damit verbundenen metallisch abgedichteten Glaskegels eing-esetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung durch eine zwischen Kegel und Röhrenwandung eingeschmolzene und zum Erkalten gebrachte Metallegierung gebildet ist.

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den in einen Halsteil bzw. in ein Auge der Röhre eingeschliffenen Kegeln je eine ringförmige Dichtungseinlage angeordnet ist, die durch ein auf den Hals bzw. auf das Auge, aufschraubbares Abschluß stück angepreßt ist. . .

3. Röntgenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmaterial für die zweckmäßig mit auszugießenden Rillen versehenen Kegel eine Metallegierung aus Wismuth, Blei, Kadmium, Zinn und Quecksilber, und· als ringförmige Dichtungseinlage eine beiderseits mit Asbest beklebte und bepreßte Glimmer- oder Zellonscheibe verwendet wird. '

4. Verfahren zur Herstellung der Röntgenröhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile nach Reinigung, z. B. mittels Schwefelsäure und Ätherbad, zusammengeschweißt und ausgeglüht werden, dann in die Metallröhre vor deren vollständiger Abkühlung "die leicht erwärmte Kathodenglasröhre bzw. der Glaskegel des Quarzfensters mit Druck eingesetzt und die Metalldichtung in die Rillen der Glaskegel eingegossen wird, worauf vor Erkalten der Metalldichtung die ringförmige Dichtungseinlage aufgebracht und zuletzt nach Abkühlung der Röhre das nunmehr auf geschraubte Abschlußstück mit Benzolgips ausgegossen wird.

5. Verfahren zur Herstellung der Röntgenröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Dichtungseinlage und der Benzolgipsausguß mit Pizein abgedichtet werden.

6. Verfahren zur Herstellung von Röntgenröhren für Tiefentherapie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Quarzfensters vor dem Einsetzen des Kathodenglasstabes und vor dem Ausglühen der Metallröhre auf das Auge der Metallröhre eine dünne Kupfermembrane aufgeschweißt wird, deren Teile ebenso wie die Metallteile der Röhre vorbehandelt werden. ,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.