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Röntgenanlage mit Überstrom- und Zeitschaltapparaten Bei Röntgenanlagen,
in denen im Primärkreis des Röntgentransformators eine Zeitschaltuhr und ein Überstromschalter
eingebaut sind, wird im allgemeinen bei der Lieferung des Apparates die Empfindlichkeit
des Überstromschalters auf eine ganz bestimmte Stromstärke eingestellt. Durch eine
derartige Anordnung wird die Röntgenröhre beim Überschreiten ihrer Leistungs- .bzw.
Belastungsfähigkeit nicht ;genügend geschützt, da beispielsweise bei zu hoher Einstellung
der Milliamperez.ahl, die aber noch unter der Auslösestromstärke des Überstromschalters
bleibt, eine Einschaltdauer möglich ist, die eine Überbeanspruchung der Röntgenröhre
bedeutet.
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In Abb. r ist eine derartige Röntgenanlage dargestellt. i i ist der
Stufentransformator, von dem eine veränderliche Spannung durch den Schalter r2 abgenommen
und dem Hochspannungstransformator 13 zugeführt werden kann. Die Anlage ist mit
einer Zeitschaltuhr 14 und einem Überstromschalter 15 versehen. 17 stellt,die Röntgenröhre
dar, die durch den Heiztransformator 18, der durch den Widerstand i9 geregelt wird,
beheizt wird. Die an der Röntgenröhre liegende Spannung wird am Voltmeter 2o abgelesen.
Wenn bei Durchleuchtungen ohne Uhr gearbeitet werden soll, wird der Schalter 2r
umgelegt, so daß dann :ein anderer Überstromschalter 22 eingeschaltet wird, der
auf eine andere Empfindlichkeit eingestellt ist, die durch die bei Durchleuchtungen
üblichen Leistungen bzw. Belastungen bestimmt ist. Die F_rfin,rlun(Y betrifft nun
die Ausbildung der Zeitschaltuhr 14 und des Über stromschalters 15, die beide durch
das gestrichelte Viereck in Abb. i umrahmt sind.
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Für jede Röntgenröhre existiert bei einer bestimmten Röhrenspannung
ein bestimmtes Produkt aus Röhrenstrom und Einschaltdauer, das nicht überschritten
werden darf, sofern die Röntgenröhre nicht Schaden leiden soll. In Ab'b. 2 sind
für verschiedene Röhrenspannungen e1, e2, e3 ... diejenigen Kurven (Hyperbeln)
gezeichnet, die diesen Produkten aus Strom und Zeit für eine bestimmte Röntgenröhre
entsprechen. Bei der Spannung el und der gewählten Zeit tl :darf der Röhrenstrom
nicht größer sein als il, während der Über stromschalter erst bei einem Strome i"
anspricht. Würde also versehentlich der Strom auf einen höheren Wert als il und
einen kleineren Wert als i" reingestellt werden, dann würde dies zu einer Überlastung
der Röntgenröhre führen, ohne daß der ja .erst bei dem Stromwert i" in Tätigkeit
tretende überstromschalter 15 ansprechen würde.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, könnte man .die Einstellung des Überstromschalters
und des Zeitschaltapparates ,getrennt an Hand von Tabellen vornehmen.
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Erfindungsgemäß ,ist aber der überstromschalter in an sich bekannter
Weise auf verschiedene Stromstärken einstellbar, und es sind Mittel vorgesehen,
seine Einstellung entsprechend der Verstellung der Zeitschaltuhr gemäß der Belastungsfähigkeit
der Röntgenröhre
zwangsläufig zu ändern, d. h. bei einem gewählten
Wert t, wird der Überstromschalter entsprechend den Spannungen an der Röhre
e,, e2, e3 ... auf keinen höheren Wert als il, i2, i3 . . .
zwangsläufig eingestellt. An Hand der für jede Röntgenröhre beigegebenen festliegenden
Leistungshyperbelschaar nach Abb. 2 ist es möglich, für je;d,e Röhre die gewünschte
Abhängigkeit einzustellen.
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Überstromschalter und Zeitschaltuhr sind dazu miteinander elektrisch
oder mechanisch zu kuppeln. Die Kupplung und die Wahl der Skalen zueinander erfolgt
derart, daß die Leistungsfähigkeit der Röntgenröhre nicht überschritten werden kann.
Von der herstellenden Firma wird die richtige Bemessung des Produktes, Strom mal
Zeit, durch geeignete Einstellung der Kupplung vorgenommen, so daß ,eine Einstellung
nach der Tabelle .entfällt.
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In den Abb.3 und d. sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.
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In Abb. 3 wird die Feder 23 des überstromschalters 15 mit ihrem dem
Schalter abgekehrten Ende auf den Umfang einer Welle oder Scheibe 24 befestigt,
so daß bei Drehen dieser Welle die Spannung der Feder 23 und damit das Ansprechen
des überstromschalters 15 verändert wird. An der Welle befindet sich ein Zeiger
25, der auf .einer Stromskala spielt. Die eigentliche Schaltuhr 1q. ist in der normalen
Weise ausgebildet und möge mit Hilfe des auf ihrer Zeitskala spielenden Zeigers
26 .eingestellt werden. Die Drehachse dieses Zeigers ist mit der Welle 2q. ,durch
die gestrichelt gezeichnete Achse 27 gekuppelt. Mit einer .derartigen Einrichtung
wird also bei Einstellen der Zeit t an der Schaltuhr 15
vermittels des zu
:bewegenden Zeigers 26 über .die Achse 27 eine ,gleichzeitige Verstellung der Ansprechstromstärke
:des Schalters 15 vorgenommen. Die Verstellung der Feder 23 des Schalters erfolgt
so, daß bei kurzen Zeiten, großen Strömen eine sehr starke und bei langen Zeiten,
kleineren Strömen eine schwache Federspannung vorhanden ist.
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Normale Zeitsch.altuhr.en haben meistens zwei verschiedene Übersetzungsverhältnisse,
so daß sie bei .dem einen übersetzungsverhältnis auf Teile von Sekunden und bei
dem anderen auf volle Sekunden eingestellt werden können. Um hierauf bei der Anordnung
nach der Erfindung Rücksicht zu nehmen, wird bei Ändern der Übersetzung - was z.
B. mit Hilfe des links von .der Zeituhr vorgesehenen Zeigers 28 erfolgt - in der
gleichen Weise wie vorher beschrieben eine mit .dem Zeiger 28 und dem Drehpunkt
des Schalters 29 verbundene, gestrichelt gezeichnete Achse 3o gedreht.
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Durch Umlegen des Übersetzungszeigers 28 wird infolgedessen der Schalter
29 geschlossen und damit zu der Spule .des Überstromschalters 15 ein Widerstand
31 parallel geschaltet.
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Es ist auch möglich, an Stelle der Parallelschaltung :des Widerstandes
31 über die Achse 30 die Einstellung der Feder 23 des Überstrom.schalters 15
weiterhin entsprechend zu verändern, indem man den Zeiger 28 mit dem Zeiger 25 in
Verbindung bringt.
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In .diesen Fällen wird also -dem veränderten Übersetzungsverhältnis
der Zeitschaltuhr 1q. Rechnung getragen, indem die Ansprechstromstärke des überstromschalters
15 in gleicher Weise verändert wird, wie dies die durch die andere Übersetzung veränderten
Stromverhältnisse für die Röntgenröhre erfordern.
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Wird bei Betrieb einer anderen Röntgenröhre höherer Belastungsfähigkeit
als derjenigen, für welche die bisher beschriebene Einstellung .des Überstromschalters
vorgesehen ist, eine Abänderung der Stromverhältnisse erforderlich, so kann dies
erfindungsgemäß in einfachster Weise durch Parallelschalten der strichpunktiert
gezeichneten Widerstände 32, 33 erfolgen.
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Dieses Parallelschelten kann selbsttätig dadurch erfolgen, daß bei
Einschalten der anderen, etwa parallel zur Röntgenröhre 17
liegenden Röhre
durch einen Umschalter die Widerstände 322,33 gleichzeitig .einbeschaltet
werden. Die Widerstände sind natürlich der Leistungsfähigkeit der .anderen Röhre
und dem Stromverhältnis in der Überstromspule anzupassen.
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Ist eine unveränderliche feste Kupplung von Zeitschaltuhr und Überstromschalter
r j nicht vorgesehen, .so entfallen natürlich die Parallelwiderstände, da man ja
.dann die Feder 23 mit Hilfe des Zeigers 25 auf die nunmehr vorliegenden Stromverhältnisse
an Hand der dieser Röntgenröhre charakteristischen Kennlinien (Abb. 2) einstellen
kann.
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Nach Abb. 2 werden für die verschiedenen Röhrenspannungen e,, e2,
e2 . . . bei ,bestimmter Zeit t, verschiedene Auslösestromstärken il, i2, i3
. . . notwendig.
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Um diese Einstellung auch bei gekuppeltem Zeiger 26 der Zeitschaltuhr
mit der Feder 23 des Überstromschalters vornehmen zu können, kann die Welle 24 mit
der Achse 27 über eine Rastenscheibe oder eine Leerlaufkupplung verbunden sein,
jedenfalls so, daß unter Wahrung der Kupplung eine Bewegung des Zeigers 25 möglich
ist, während -der Zeiger 26 der Zeitschaltuhr seine Stellung nicht verändert.
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Die Einstellung,der Stromstärken bei verschiedenen Spannungen .müßte
also an Hand des Schaubildes (Abb.2) erfolgen.
Um den die Röntgenanlage
Bedienenden auch hiervon zu entlasten und die oben beschriebene, im gewissen Sinne
komplizierte Einstellung zu vermeiden, ist erfindungsgemäß der Kern des Überstromschalters
.noch von einer gestrichelt gezeichneten (Abb. 3 und q.) ständig an Spannung liegenden
Spule 34 umgeben. Die Pole dieser Spannungsspule sind über einen Widerstand 35 mit
den Primärklemmen des Hochspannungstransformators 13 verbunden.
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Der Kraftfluß der Spannungsspule 34 ergibt in einem solchen Falle
nur zusammen mit dem Kraftfluß der Überstrom.spule den Auslösekraftfluß des Schalters
15, der .der Belastungsfähigkeit der Röntgenröhre entspricht. Durch die Verbindung
der Spannungsspule 34 mit den Primärklemmen des Hochspannungstransformators 13 wird
erreicht, daß der von der Spannungsspule erzeugte Kraftfluß proportional der Röhrenspannung
ist und sich mit ihr ändert. Es wird also der der Überstrom.spule bei höheren Spannungen
e2, e, fehlende Kraftfluß il i3 infolge der gleichbleibenden Einstellung, z. B.
auf den Stromwert il, durch den erhöhten Kraftfluß e1 auf e3 der Spannungsspule
ersetzt.
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Abb.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Einstellung :des
Überstromschalters 15 auf verschiedene Auslösestromstärken. Dies erfolgt dadurch,
daß die Spule des Überstromschalters 15 mit Anzapfungen versehen )ist, die über
einen Anzapfschalter 36, entsprechend der Einstellung der Zeitschaltuhr 1q., in
den Stromkreis -eingeschaltet werden. Auch hier ist eine Kupplung, z. B. durch die
gestrichelt dargestellte Achse 37 mit dem Zeiger 26 der Zeitschaltuhr 1q., vorgesehen.
Die an Hand der Abb. 3 beschriebenen Besonderheiten treffen im wesentlichen auf
die Anordnung nach Abb. d. in der gleichen Weise .zu.
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Es ist aber infolge der Anzapfungen .der Spule des überstromschalters
15 erforderlich, um immer .annähernd @d!ie gleiche Stromverteilung auf die beiden
Stromzweige 38 und 39 zu haben, einen besonderen Widerstand .4o in den Stromkreis
38 einzuschalten. Mit der Anordnung nach der Erfindung wird der Vorteil erreicht,
daß eine Überwachung .der Leistungs- bzw. Belastungsfähigkeit der Röntgenröhre 17
in jeder Beziehung selbsttätig erzielt wird, so daß diese vor Beschädigungen in
höherem Maße als bisher geschützt ist.