DE407433C

DE407433C - Device for attaching the cathode to the anticathode in X-ray tubes

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Publication number: DE407433C
Application number: DEL50863D
Authority: DE
Original assignee: JULIUS EDGAR LILIENFELD DR
Current assignee: JULIUS EDGAR LILIENFELD DR
Priority date: 1920-07-04
Filing date: 1920-07-04
Publication date: 1925-01-08

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN
AM 8. JANUAR 1925ISSUED
ON JANUARY 8, 1925

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVi 407433 KLASSE 21 g GRUPPE 15- JVi 407433 CLASS 21 g GROUP 15

(L 50863(L 50863

Dr. Julius Edgar Lilienfeld in Leipzig.
Vorrichtung zur Befestigung der Kathode an der Antikathode bei Röntgenröhren.Dr. Julius Edgar Lilienfeld in Leipzig.
Device for attaching the cathode to the anticathode in X-ray tubes.

Zusatz zum Patent 407431.Addendum to patent 407431.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juli 1920 ab. Längste Dauer: 12. Dezember 1937.Patented in the German Empire on July 4th, 1920. Longest duration: December 12, 1937.

Das Patent 407431 betrifft eine besondere ', Festmachung der Quarzhalter und hinsicht-The patent 407431 concerns a special ' fixing of the quartz holder and with regard to

Formgebung und Befestigung der Elektroden I lieh _y der die Verstellung der EntfernungMolding and fixing of the electrode I lent _y of the adjustment of the distance

einer Röntgenröhre, bei der die Entladung i zwischen den Elektroden bezweckenden An-an X-ray tube, in which the discharge i between the electrodes is intended

auch bei kalter Elektrode durch hinreichend ■ Ordnung.even with a cold electrode through adequate ■ order.

geringen Abstand der Elektroden erzielt wird ' Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist,small distance between the electrodes is achieved 'The object of the present invention is,

(Patent 390479). i diese im nachstehenden noch näher gekenn-(Patent 390479). i will identify these in more detail below

Bei der Befestigung der aus einer kon- ' zeichneten Schwierigkeiten zu beseitigen,
vexen Antikathode und einer ringförmigen. Besonders störend ist der Umstand, daßIn fixing the difficulties arising from a con- 'to be eliminated,
vexen anticathode and an annular. The fact that

vorzugsweise trichterförmigen Kathode be- in Röhren, welche für die Erzeugung harterpreferably funnel-shaped cathode loaded in tubes, which are used for generating hard

stehenden Elektroden gemäß Abb. 5 des Pa- Strahlen, also für hohe Spannungen bestimmtstanding electrodes according to Fig. 5 of the Pa-rays, i.e. intended for high voltages

tentes 407431 ergaben sich Schwierigkeiten , sind, bei der ursprünglichen Konstruktiontentes 407431 difficulties arose with the original construction

hinsichtlich der Spannungssicherheit und Durchschläge an den Ouarzhaltern auftreten,with regard to voltage security and breakdowns occur on the ouarzholders,

und zwar vorwiegend in der Nähe ihrer Befestigungen an der trichterförmigen Kathode. Deshalb ist eine Anordnung zu schaffen, welche nach Möglichkeit die gefährdeten Stellen aus dem starken, zwischen Kathode und Antikathode herrschenden Kraftlinienfelde entfernt und sie in einen Raum verlegt, in welchem eine verhältnismäßig geringe Kraftliniendichte herrscht. Zu diesem Zwecke sind ίο die drei um I2o° Abstand voneinander entfernten, zur Befestigung des Trichters dienenden Füße (Abb. i, 2 und 3) an der konvexen, von der Antikathode A abgekehrten .Seite der Kathode K angeordnet worden. In Abb. ι und 3 ist im allgemeinen die Anordnung des Hauptpatentes beibehalten worden. Nur sind hier auf Grund der oihen angegebenen Überlegung auch die oberen Enden der Quarzhalter, welche an dem auf der Antikathode A befestigten Teller T festgemacht sind, in der gleichen Weise wie ihre kathodischen Enden an den mit B bezeichneten Stellen herumgebogen, so daß auch hier die Befestigungsstellen an der von der anderen Elektrode abgekehrten Seite des Tellers T angebiacht sind. Doch ist die Verwirklichung der Konstruktionsabänderung an den anodischen, , am Teller T 'befestigten Enden der Quarzträger nicht in so hohem Maße wichtig wie an ihren kathodischen Enden, weil aus geome- ' irischen Gründen das Feld an der anodischen Seite bedeutend schwächer ist, so daß selbst unter Anwendung der Konstruktion gemäß Abb. 5 des Hauptpatentes die Gefahr der Durchschlage hier geringer ist.and mainly in the vicinity of their attachments on the funnel-shaped cathode. Therefore, an arrangement is to be created which, if possible, removes the endangered points from the strong field of force lines prevailing between the cathode and anticathode and relocates them to a space in which there is a relatively low density of force lines. For this purpose, the three feet (Fig. 1, 2 and 3) at a distance of 12o ° from each other and used to attach the funnel have been arranged on the convex side of the cathode K facing away from the anticathode A. In Fig. Ι and 3, the arrangement of the main patent has been retained in general. Only here, due to the considerations given above, the upper ends of the quartz holders, which are fastened to the plate T attached to the anticathode A , are bent around in the same way as their cathodic ends at the points marked B , so that here too the Attachment points are attached to the side of the plate T facing away from the other electrode. But the creation of design modification to the anodic, at the plate T 'fixed ends of the quartz carrier not to such a degree as important as to their cathodic ends because of geo-' is Irish reasons, the field is considerably weaker at the anodic side so that even when using the construction according to Fig. 5 of the main patent, the risk of breakdown is lower here.

Die Befestigung der Quarzhalter an den Metallteilen erfolgt in der Weise, daß sie in die Metallteile eingeschliffen und dann vermittels Gewinde — Überfangmuttern —, wie aus der Abbildung ersichtlich, die Schliffflächen ineinander festgepreßt sind. Die Ouarzglocken G schützen die Berührungsstellen Quarz-Metall davor, daß an ihnen während des Pumpens,also bei höherem Gasinhalt, Entladung ansetzt und den Quarz zerstört. Erfahrungsgemäß genügt aber die Befestigung mit Schliff und überfangmutter nicht, um eine starre Verbindung zwischen Kathode K und Antikathode A zu gewährleisten. Dies ist sehr wesentlich, weil schon eine geringe Exzentrizität zwischen dem aktiven Kathodenrand und der Antikathode genügt, um die Ausbildung eines gleichmäßigen Brennfleckes zu stören. Eine solche \^rerrückung wird in der Regel dadurch eingeleitet, daß die beim P.umpverfahren stark erhitzten Teile infolge der Verschiedenheit der Ausdehnungskoeffizienten von Quarz : und Metall sich lockern und dann von den elektrostatiischen Kräften hin und her bewegt , werden. Der geschilderte Mangel läßt sich ' nun in erfolgreicher Weise durch Stützen 5¹ (Abb. Ij beheben, welche hakenförmig oder, wie in der Abbildung, gabelförmig ausgebildet sind. Diese Stützen werden zweckmäßig in den den aktiven Kathodenrand enthaltenden Querschnitt verlegt, da ja die Unverrückbarkeit des Randes Endzweck der ganzen Konstruktion ist. Die Stützen £ werden vorteilhafterweise aus einem Isolator, wie Glas oder , Quarz, angefertigt. Im letzten, in der Abb. 1 dargestellten Falle werden die Ouarzteile ebenso wie die Glasteile mit Nasen versehen, so daß die Befestigung der Ouarzstütze mit Hilfe einer Drahtbindung erfolgen kann. ' Abb. 2 zeigt die Anwendung des Grundsatzes, daß die auf Durchschlag beanspruchten Stellen der Quarzhalter in einem Räume von geringer Kraftliniendichte anzubringen sind, auf den Fall, daß nicht, wie in Abb. 1, die trichterförmige Kathode auf der Antikathode aufgebracht ist, ,sondern daß die drei um 120⁰ voneinander abstehenden, die Kathode tragenden Füße am äußeren Gehäuse des Rohres befestigt sind. Zu diesem Zwecke sind auf den , Ouarzstützen Schliffe .S₁, SO vorgesehen, welche in passende Glasaußenkonusse ein-, greifen. Die letzteren sind an Glasfüßen befestigt, welche ihrerseits an den mit C₁, C₂ bezeichneten Stellen mit dem Gehäuse ver-. hunden sind. Diese Verbindung kann entweder wie bei C₁ mit Hilfe von besonderen, rohrförmigen, an die Hülle von außen angesetzten Stutzen erfolgen oder wie bei C₂ mit Hilfe ähnlicher, ins Innere des Glasgehäuses hineinragender Ansätze bewirkt werden. Auch in einer anderen Weise sind die beiden skizzierten Füße zwecks Darstellung verschiedener Auisführungsformen in Abb. 2 verschieden angegeben. Der mit B₁, S₁, C₁ bezeichnete Halter ist entsprechend der Wahrung des Grundsatzes ausgestaltet, daß die Befestigungsstellen C₁ ungefähr in dem den aktiven Kathodenrand enthaltenden Querschnitte zu liegen haben, während der mit B₂, S₂, C₂ bezeichnete Halter ohne Rücksicht auf diesen Grundsatz geformt ist. Die letztere Formgebung dürfte für gewisse Zwecke, besonders λνεηη mit hohen Spannungen gearbeitet werden soll und die Schmelzstelle C₂ möglichst abseits von der größten Kraftliniendichte anzubringen ist, bevorzugt werden.The attachment of the quartz holder to the metal parts takes place in such a way that they are ground into the metal parts and then by means of threads - overhanging nuts -, as can be seen from the figure, the ground surfaces are pressed into one another. The quartz bells G protect the quartz-metal contact points from discharging and destroying the quartz during pumping, that is, when the gas content is high. Experience has shown, however, that fastening with a ground joint and flare nut is not sufficient to ensure a rigid connection between cathode K and anticathode A. This is very important because even a slight eccentricity between the active cathode edge and the anticathode is sufficient to disrupt the formation of a uniform focal point. Such \ ^r errückung is usually initiated in that the at P.umpverfahren strongly heated parts due to the difference in the coefficient of expansion of quartz: and metal loosen and then moved by the forces elektrostatiischen back and forth, are. The described defect can be 'now in a successful manner by supports 5 ¹ (Fig. Resolve Ij, which hook-shaped or, as shown, fork-shaped in the figure. These supports are suitably laid in the active cathode edge containing cross-section, since the immovability The supports £ are advantageously made of an insulator such as glass or quartz.In the last case, shown in fig The quartz support can be made with the help of a wire binding. 'Fig. 2 shows the application of the principle that the points of the quartz holder subject to breakdown must be placed in a space with a low density of force lines, in the event that not, as in Fig. 1, the funnel-shaped cathode is applied to the anticathode, but that the three feet, which protrude from one another ^{by 120 0 and carry the cathode} e are attached to the outer casing of the pipe. For this purpose, sections .S ₁ , SO are provided on the Ouarz supports, which engage in matching outer glass cones. The latter are attached to glass feet, which in turn connect to the housing at the points marked C ₁ , C _2. dogs are. This connection can be made either, as in C _1, with the aid of special, tubular nozzles attached to the shell from the outside, or, as in C _2, with the aid of similar approaches protruding into the interior of the glass housing. The two outlined feet are also indicated differently in another way for the purpose of showing different embodiments in Fig. 2. The holder labeled B ₁ , S ₁ , C ₁ is designed in accordance with the principle that the attachment points C ₁ have to lie approximately in the cross-section containing the active cathode edge, while the holder labeled B ₂ , S ₂ , C ₂ is formed regardless of this principle. The latter shape is likely to be preferred for certain purposes, especially when working with high voltages and where the melting point C ₂ is to be attached as far as possible away from the greatest density of force lines.

Die beschriebenen Grundsätze und Konstruktionseinzelheiten sind zwar hier für den Fall einer Röntgenröhre entwickelt worden, können aber selbstverständlich für beliebige andere Hochvakuumröhren Anwendung finden, so für Röhren, welche zur Beeinflussung elektrischer Entladungskreise, elektrischer Ventile oder als Lichtquellen dienen.The principles and construction details described are here for the Case of an X-ray tube have been developed, but can of course for any other high vacuum tubes are used, so for tubes that are used to influence electrical discharge circuits, electrical valves or serve as light sources.

Zur .Regelung der Entfernung zwischen den beiden Elektroden erscheint es zweck-To regulate the distance between the two electrodes, it appears to be useful

mäßiger, nicht .wie in Abb. 5 des Hauptpatentes den ganzen Ouarzrahmen gleitend auf dem Antikathodenstiel anzuordnen, sondern, wie in Abb. 3 gezeigt, die Antikathode so einzurichten, daß sie achsial verlängert werden kann, wodurch die Entfernungsänderung auch im Falle der Konstruktion nach AbIx 2 verwirklicht werden kann. Zu diesem Zwecke wird der Antikathodenkörper, ähnlich wie -bei den bekannten wassergekühlten Antikathoden, rohrförmig hohl eingerichtet und mit Hilfe eines Platinkragens P mit dam Glasgehäuse der Röhre luftdicht verbunden. Am Antikathodenkörper ist eine oder mehrere leicht deformierbare Rippen R angeordnet. Zwischen -dieser Rippe R und dem Teller T befindet sich die Stelle B, an welcher ein inneres Metallrohr C, welches koachsial in dem Antikathodenrohre steckt, mit letzterem fest verbunden ist. Innerhalb des Rohres C ist ein starrer Metallstab 5" angeordnet, welcher an einer oder an mehreren Stellen achsial, aber um die Achse drehbar geführt ist. Dieser Stab ist am Antikathodenkopfe A mit Hilfe einer Art von Kugelgelenk D verankert, während er an einer anderen .Stelle, beispielsweise am oberen Ende des Rohres C, mit einem kräftigen Gewinde E und mit einem gezahnten Griffe F versehen ist. Wird nun /-" etwa mit Hilfe einer Schnecke gedreht, dann übt der Stab J? einen Druck oder einen Zug auf das Kugelgelenk- D aus, die deformierbare Rippe R gibt nach, so daß die Entfernung zwischen A und K je nachdem vergrößert oder verkleinert und im selben Maße die Härte der Röntgenstrahlen erhöht oder erniedrigt wird. Es ist natürlich bei der Verstellung darauf zu achten, daß die Röhre nicht an der äußeren' Glashülle, sondern an dem hervorragenden Ende des Rohres C festgehalten werde, weil sonst die Einschmelzstelle am Platinringe P Gefahr läuft, zerstört zu werden.It is more moderate, not to arrange the entire ouarz frame slidingly on the anti-cathode shaft as in Fig. 5 of the main patent, but to set up the anti-cathode in such a way that it can be axially extended, as shown in Fig. 3, whereby the change in distance also in the case of the construction AbIx 2 can be realized. For this purpose, the anticathode body, similar to the known water-cooled anticathodes, is designed to be hollow in the shape of a tube and is connected to the glass housing of the tube in an airtight manner with the aid of a platinum collar P. One or more easily deformable ribs R are arranged on the antibody body. Between this rib R and the plate T is the point B, at which an inner metal tube C, which is coaxially inserted in the anticathode tube, is firmly connected to the latter. Within the tube C is a rigid metal rod 5 is arranged ", which is axially at one or more locations, but guided in rotation about the axis. This rod is anchored to the anticathode head A by means of a kind of ball joint D, while in another. Place, for example at the upper end of the tube C, is provided with a strong thread E and with a toothed handle F. If now / - "is rotated with the help of a worm, then does the rod J exercise? a pressure or a pull on the ball-and-socket joint D , the deformable rib R gives way, so that the distance between A and K is increased or decreased as the case may be and the hardness of the X-rays is increased or decreased to the same extent. When adjusting it is of course important to ensure that the tube is not held by the outer glass envelope, but by the protruding end of the tube C , because otherwise the melting point on the platinum ring P runs the risk of being destroyed.

Die Anordnung kann gleichzeitig zum Zwecke der Wasserkühlung ausgenutzt werden, indem ein Wasserbehälter W mit dem oberen Ei:de des Rohres C verbunden wird . und durch die in der Abbildung angedeuteten öffnungen gesorgt wird, daß die Flüssigkeit bequem Zutritt zum Antikathcdenkopfe A hat. Es kann auch eine ZirkulationskühlungThe arrangement can at the same time be used for the purpose of water cooling, in that a water container W is connected to the upper egg of the pipe C. and the openings indicated in the figure ensure that the liquid has easy access to the antibody head A. Circulation cooling can also be used

, angebracht werden. Dann empfiehlt es sich, an Stelle des Stabes 5" ein starkwandiges Rohr zu nehmen, so daß das gleiche Organ die Pbertragung des Zuges auf den Antikathodenkopf A und die Wasserzufuhr zu A ' besorgt., be attached. Then it is advisable to use a thick-walled tube in place of the rod 5 ", so that the same organ takes care of the transmission of the tension to the anti-cathode head A and the water supply to A ' .

Claims

Patent Claims:

1. Fixing device made of high-melting-point insulating material (quartz) the cathode on the anticathode in X-ray tubes according to patent 407431, characterized in that the insulator supports on the electrodes, mainly but are attached to the cathode on the side facing away from the other electrode for the purpose of the danger of the Ouarz supports being destroyed by what is around them To reduce the high voltage field, and that appropriate the attachment points must be covered with oarz bells attached to the insulator supports.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the insulator supports are provided with grinding, which the connection to the glass holder, the the outer shell of the tube are attached, effect, and expediently the fastening points the glass holder on the outer glass housing approximately in the cross-section containing the active cathode edge are arranged.

3. Isolator frame according to claim 1, characterized in that the the frame forming quartz rods from the outer tube housing with fork-shaped or hook-shaped Holders made of quartz or glass are supported and held in an immovable position and are expedient the supports are arranged in the cross-section containing the active cathode edge are.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that for the purpose of adjustment the removal of the electrodes of the hollow body anti-cathode handle with one or more Ribs are provided which are necessary for its elongation or shortening Allow deformation.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that within the Anticathode stalk, but above the deformation rib a tube is firmly connected to the anti-cathode handle, and that rotatable by thread in this tube a rod is arranged, the lower end of which is connected to the anti-cathode head is that by the rotation of the rod in this thread an extension or shortening of the anticathode is effected.

1 sheet of drawings.