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Schaltvorrichtung für Röntgenröhren mit zwei oder mehreren an eine
gemeinsame Heizstromquelle angeschlossenen Kathoden Es sind Röntgenröhren bekannt,
bei denen durch Umschalten oder durch Zuschalten einer oder mehrerer Glühkathoden
die Brennfleckgröße und somit die Belastbarkeit der Röhre geändert werden kann.
Diese Röhren haben den Zweck, Durchleuchtungen von Patienten mit einem möglichst
kleinen, durch eine einzige Kathode erzeugten Brennfleck auszuführen, während man
die Röntgenaufnahme mit einer anderen oder mit mehreren Kathoden macht, die zur
Erhöhung der Belastbarkeit der Röhre einen größeren Brennflecks erzeugen.
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Will man bei Verwendung der besonderen Röhren dieser Art von der Durchleuchtung
zur Röntgenaufnahme übergehen, so muß man die Umschaltung der einen Kathode auf
die andere bzw. die Zuschaltung der anderen Kathode von Hand vornehmen. Wird nun
die für die Röntgenaufnahme erforderliche stärkere Belastung der Röhre durch Vergrößerung
der Heizstromstärke eingestellt und dabei von der die Anlage bedienenden Person
das Umschalten auf die der Röntgenaufnahme zugeordnete Kathode bzw. das Zuschalten
der anderen Kathode vergessen, so würde der für die Durchleuchtung bestimmte kleinere
Brennfleck die höhereBelastung aufzunehmen haben, was leicht zu einer Beschädigung
der Anode führen kann.
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Ferner befindet sich bei den bisher bekannten Röhren mit zwei oder
mehreren Kathoden der Schalter im Hochspannungskreis. Falls daher beim Umschalten
oder Zuschalten versehentlich die Hochspannung an der Röhre eingeschaltet bleibt,
kann leicht eine Beschädigung der Bedienung eintreten.
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Diese Übelstände sind nach der Erfindung dadurch vermieden, daß bei
derartigen Schaltungen, bei denen in den Heizstromkreis der Kathoden ein durch ein
Relais gesteuertes Schaltglied gelegt ist, durch das bei der zum Zweck des Überganges
von der Durchleuchtung zur Aufnahme erfolgenden Regelung der Heizstromstärke selbsttätig
die Kathoden umgeschaltet oder eine -oder mehrere Kathoden zugeschaltet werden,
das zur Steuerung des Schaltgliedes dienernde Relais durch das Heizstromamperemeter
gesteuert wird. Beim Übergang von der Durchleuchtung zur Röntgenaufnahme ist somit
durch die selbsttätige Um- oder Zuschaltung der dem größeren Brennfleck zugeordneten
Kathode oder Kathoden sicher vermieden, daß der kleinere Brennfleck eine unzulässige
Belastung erhält. Auch erfolgt der Übergang von der Durchleuchtung
zur
Aufnahme ohne jeden Zeitverlust, was für den Arzt oft von wesentlicher Bedeutung
ist. Da ferner der im Hochspannungskreis liegende Schalter nunmehr selbsttätig arbeitet,
ist auch .die Gefahr vermieden, daß die die Anlage bedienende Person mit dem Hochspannunngskreis
in Berührung kommt; es ist vielmehr lediglich die im Niederspannungskreis liegende
Regelungsvorrichtung für die Heizstromstärke zu bedienen.
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Bei Röntgeneinrichtungen ist es bekannt, unter Vermittlung eines Relais
einen auf einem Widerstand gleitenden Schieber .einzustellen, um die Primärstromstärke
.des Heiztransformators zu ändern. Ferner ist es bei Röntgeneinrichtungen bekannt,
durch ein Relais die Stärke des Primärstromes des die Röntgenröhre speisenden Transformationsgerätes
zu ändern. Im Gegensatz zu diesen bekannten Einrichtungen wird beim Erfindungsgegenstand
durch das Relais ein zum Umschalten oder Zuschalten von Kathoden dienendes Schaltglied
bewegt.
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Es ist auch bereits eine zum Betrieb von Röntgenröhren mit mehreren
Glühkathoden bestimmte Einrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher die Umschaltvorrichtung
für die Glühkathoden durch den Heizstrom selbst derartig gesteuert wird, daß die
für die eingeschaltete Heizstromstärke vorgesehenen Glühkathoden vom Heizstrom durchflossen
werden. Bei der vorgeschlagenen Einrichtung erfolgt jedoch die Umsteuerung des Schaltgliedes
entweder unmittelbar durch einen Elektromagneten oder durch einen Bimetallstreifen,
während beim Erfindungsgegenstand, wie oben angegeben ist, die Umsteuerung des Schaltgliedes
mit Hilfe des Heizstromamperemeters erfolgt, ,durch welches das zur Steuerung des
Schaltgliedes dienende Relais beeinflußt wird.
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Die Verwendung des Heizstromamperemeters hat noch, wenn man .den einen
am Amperemeter vorgesehenen Kontakt verstellbar anordnet, den besonderen Vorteil,
daß man das Umschalten oder Zuschalten den Spannungskurven der verschiedenen Betriebsstromarten
anpassen kann, indem das Relais bei den Stromstärken schaltet, die jeweilig zulässig
sind, um eine Überlastung des kleineren Brennflecks zu verhüten.
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Um der die Anlage bedienenden Person erkenntlich zu machen, daß der
für die Röntgenaufnahme .dienende größere Brennfleck selbsttätig eingeschaltet ist,
wird zweckmäßig eine Signallampe verwendet, die beim Um- oder Zuschalten aufleuchtet.
Erfindungsgemäß liegt im Stromkreis der Signallampe, z. B. einer Glimmlampe, enne
Wicklung, die von einer Wicklung des Relais aus induziert wird. Dies hat den besonderen
Vorteil, daß das Heizstromamperemeter mit dem Relais und der Signallampe in einem
strahlungssicheren Gehäuse untergebracht -,werden kann, das an Stelle des bisherigen
Amperemeters in den Hochspannungskreis eingeschaltet ist.
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Auf der Zeichnung ist eine nach der Erfindung hergestellte Schaltvorrichtung
in einer Ausführungsform dargestellt.
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Abb. i zeigt Schaulinien für die Belastung der Brennflecke, während
Abb. 2 das Schaltungsschema der Schaltvorrichtung veranschaulicht.
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Bei der Schaltvorrichtung nach Abb. 2 wird eine Röhre 17 verwendet,
welche zwei in bekannter Weise angeordnete Glühkathoden 2, q. für die Durchleuchtung
und die Röntgenaufnahme hat und bei der auf der Anode i ein kleinerer Brennfleck
oder ein größerer Brennfleck durch die im folgenden beschriebene Umschaltung erzeugt
werden können. In den Primärstromkreis des Heiztransformators 7 ist ein von Hand
einstellbarer Widerstand 16 gelegt.
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Die Sekundärv#icklung des Heiztransformators 7 steht durch eine Leitung
18 mit der gemeinsamen Zuleitung 9 der beiden Glühkathoden in Verbindung, während
die anderen Enden der Glühkathoden durch Leitungen 13, 15 an die Kontaktstücke 12,
14 eines Umschalters angeschlossen sind. Mit den Kontaktstücken 12, 14 wirkt .der
Kontakthebel i i des Umschalters zusammen.
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Das andere Ende der Sekundärwicklung des Heiztransformators 7 ist
durch eine Leitung 19 an den Kontakthebel i i angeschlossen, und zwar unter Einschaltung
des Heizstromamperemeters 2o. An dem Amperemeter ist ein Kontaktstück 2i in einem
Kurvenschlitz 22 verstellbar und feststellbar angebracht. Dieses Kontaktstück ist
durch eine Leitung 23 an das eine Ende eines Solenoids 24 angeschlossen, dessen
anderes Ende durch eine Leitung 25 zu der Leitung 18 geführt ist. Durch den Eisenkern
des Solenoids 24 wird der Schalthebel i i beeinflußt. Der Zeiger 26 des Amperemeters
2o -ist mit einem Kontaktstück 27 versehen, in dessen Bahn das Kontaktstück 21 liegt.
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Ferner wird durch das Soleno.ld 24 eine Wicklung 28 induziert, die
indem Stromkreis einer Glimmlampe 29 liegt.
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Bei der Durchleuchtung liegt der Schalthebel i i an dem Kontaktstück
12 an, und der Kontakt des Widerstandes 16 hat die mit voll ausgezogenen Linnen
gezeichnete Stellung. Es ist also die Glühkathode 2 eingeschaltet, welche den kleineren
Brennfleck auf der Anode i erzeugt.
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Will nunmehr der Arzt von der Durchleuchtung zur Röntgenaufnahme übergehen,
so braucht er lediglich den Kontakt des Widerstandes
16 so zu bewegen,
daß der Widerstand weiter ausgeschaltet wird, der Kontakt also z. B. in die mit
gestrichelten Linien gezeichnete Stellung gelangt. Bei dem durch Einstellung des
Widerstandes 16 bewirkten Übergang von der Durchleuchtung zur Bildaufnahme kommt
das Kontaktstück 27 im Punkte a der unten näher beschriebenen Schaulinie 2 (Abb.
i) mit dem Kontakt 2 1 in Berührung, wodurch das Solenoid 24 eingeschaltet wird,
durch das der Schalthebel i i vom Kontaktstück 12 abgehoben und mit dem Kontaktstück
14 in Berührung gebracht wird. Dadurch ist an Stelle des bisher eingeschalteten
kleinen Brennflecks der größere Brenn fleck für die Bildaufnahme eingeschaltet.
Im Augenblick der* Umschaltung leuchtet auch die Glimmlampe 29 auf, da beim Durchgang
des Stromes durch das Solenoid z4 in der Wicklung 28 eine Spannung induziert wird.
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Die Umschaltung erfolgt hiernach selbsttätig, und die die Anlage bedienende
Person kann an dem Aufleuchten der Glimmlampe 29 erkennen, daß die Umschaltung auf
den größeren Brennfleck bewirkt ist.
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Den verschiedenen Spannungskurven kann diese Vorrichtung dadurch angepaßt
werden, daß man das Kontaktstück 21 am Amperemeter 2o in dem Kurvenschlitz 22 so
einstellt, daß die Umschaltung erfolgt, wenn die dem kleineren Brennfleck zugeführte
Leistung den größten Wert erreicht hat, also im Punkte a der Schaulinie 2 nach Abb.
i.
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Die Schaulinie 2 in Abb. i veranschaulicht die Röhrenstromstärke i
als Funktion des Röhrenheizstromes I für die Durchleuchtungskathode 2 und die Schaulinie
4 für die Aufnahmekathode 4.. Der kleinere Brennfleck hat beispielsweise seine höchste
Belastbarkeit im Punkte a der Schaulinie 2. Die Verhältnisse sind nun so eingestellt,
daß, wenn die Heizstromstärke durch Ausschalten des Widerstandes 16 gesteigert wird,
im Punkte a der Schaulinie :2 die selbsttätige Umschaltung mittels des durch das
Heizstromamperemeter 2o beeinflußten, das Schaltglied i i steuernden Relais 24 erfolgt.
Es fällt daher der Strom ab bis auf den Punkt b der Schaulinie 4 für den größeren
Brennfleck, worauf durch weitere Steigerung des Heizstromes der Röhrenstrom auf
den zur Aufnahme erforderlichen Wert gebracht wird. Hiermit ist eine Überbelastung
des kleineren Brennflecks und damit eine Beschädigung der Anode i vermieden, die
Betriebssicherheit der Röntgenanlage also erhöht, da die Umschaltung nicht mehr
von der besonderen Aufmerksamkeit der die Anlage bedieneniden Person abhängig ist.
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Zur Umschaltung beim Übergang von der Durchleuchtung auf die Röntgenaufnahme
braucht lediglich der Widerstand 16 bedient zu werden, so daß auch der Übergang
von der Durchleuchtung zur Aufnahme ohne jeden Zeitverlust vor sich geht. De, dieser
Widerstand im Niederspannungskreis liegt, braucht ferner die Bedienung zum Zwecke
der Umschaltung nicht mehr mit dem Hochspannungsteil der Anlage in Berührung zu
kommen.
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Das Amperemeter 20, das Solenoid 24 und die Glimmlampe 29 können in
ein gemeinsames, auf der Zeichnung nicht dargestelltes Gehäuse eingebaut werden,
das in bekannter Weise strahlungssicher ausgebildet sein kann, um Sprühverluste
an den Hochspannnungsl,eitungen nach Möglichkeit zu vermeiden. Das Heizstromamperemeter
2o ist zweckmäßig stark gedämpft.