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Einrichtung zum Ein- und Ausschalten von Röntgenröhren Zur Erzielung
sehr kurzer Schaltzeiten bei Röntgenapparaten werden, wie bekannt, Giti terröhren
verwendet, bei denen durch Änderung der Gitterspannung der Röhrenstrom ohne Verzögerung
ein- und ausgeschaltet wird. Für die Unterdrückung des Röhrenstromes ist eine negative
Gitterspannung in Höhe von einigen Prozenten der Röhrenspannung erforderlich. Für
das Fließen des Stromes genügt es im allgemeinen, das Gitter auf Kathodenpotential
zu bringen, anderenfalls kann eine positive Gitterspannung leicht erreicht werden,
beispielsweise kann sie von einem Spannungsteiler, der zwischen den Polen der Hochspannung
liegt, abgenommen werden.
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Für die Erzeugung einer negativen Gitterspannung bedarf es jedoch
einer besonderen Aufladevorrichtung. Da das Einschalten des Röhrenstromes von der
Primärseite des Röntgenapparates aus durch Betriebsschalter, Zeit. relais o. dgl.
erfolgt, ist es ferner erforderlich, die Aufladevorrichtung so zu gestalten, daß
sie ohne Verzögerung durch einen primären Schaltvorgang in bzw. außer Tätigkeit
gesetzt werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird zur Erzeugung der für das Ein-
und Ausschalten erforderlichen Gittergleichspannung des Steuerventif_s
ein Wechselstrom höher Frequenz verwendet, der auf der Niederspannungsseite
erzeugt und gesteuert und vorzugsweise auf kapazitivem `'Fege dem Gitter des Steuerventils
zugeführt wird. Die hierfür verwendeten Kondensatoren isolieren die Steuerstelle
gegen Hochspannung. Die Frequenz des zu überlagernden Wechselstromes wird zweckmäßig
so gewählt, daß er mittels der Kapazität der a n dem Röntgenapparat von vornherein
vorhandenen Kondensatoren, Wanddurchführungen, Hochspannungstransformatoren und
insbesondere der Heizstromtransformatoren übertragen werden kann und ferner keine
Veranlassung zu Telephonie- und Rundfunkstörungen geben kann. Außerdem muß die Frequenz
des zu überlagernden Wechselstromes gegenüber dem niederfrequenten Netzstrom so
groß sein, daß die Verzögerung durch den Einschaltvorgang des hochfrequenten Stromes
für die Schaltzeiten des Röntgenapparates vernachlässigt werden kann.
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Die neue Einrichtung ist ihrer Schaltungsanordnung nach in den Abb.
i, 3, 4 und 3 in vier Ausführungsbeispielen wiedergegeben. Die Abb. 2 zeigt ein
Ausführungsbeispiel eines Heizstromtransformators nebst Schaltungsanordnung.
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Gemäß Abb. i ist der Kreis für den hochfrequenten 4 echselstrom durch
die Kondensatoren Cl und C2 und die Selbstinduktionsspule D geschlossen. Der Generator
für den hochfrequenten Wechselstrom (z. B. Röhrengenerator) befindet sich bei i
auf der Niederspannungsseite, die Spule D auf der Hochspannungsseite. Die Kondensatoren
Cl und C. isolieren gegen die Hochspannung. Durch die an der Spule D liegende Spannung
wird über das Ventil V2 der Kondensator C3 aufgeladen. Die positiv aufgeladene Seite
des Kondensators C, ist mit der Kathode des Gitter ventils
y',
verbunden und die negative Seite mit dem Gitter. Sobald also der Hochfrequenzgenerator
auf der Primärseite in Tätigkeit gesetzt wird, wird das Gitter der Ventilröhre h,
negativ aufgeladen. Wird der Apparat abgeschaltet, so entlädt sich der Kondensator
C3 über den Widerstand W1, und das Gitter nimmt Kathodenpotential an. Eine etwa
erforderliche positive Gitterspannung kann dem Spannungsteiler W2 entnommen und
über den Widerstand Ws dem Gitter der Ventilröhre T11 zugeführt werden. Der Spannungsteiler
W. überbrückt die beiden von dem Hochspannungstransformator ausgehenden und die
Röntgenröhre R speisenden Leitungen L,, L.,.
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Als Kapazität C, und C. kann in verhältnismäßig einfacher Weise der
für die Heizung der Glühfäden der Ventile V, und V= erforderliche Heizstromtransformator
Verwendung finden, wenn er als Kondensatordurchführung mit zwei getrennten Kapazitäten
ausgebildet ist.
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Die@bb. z_ zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen Heizstromtransformators
mit der Primärwicklung P und dem Isolator T. Zwischen den Belägen B,' und B2 liegt
die in der Abb. i mit C, bezeichnete Kapazität. Zwischen den Belägen B, und B, liegt
die Kapazität C, (Abb. i) und zwischen den Belägen B., und B3 die Kapazität C, (Abb.
i).
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Abb. 3 ist an die Spule D ein
Aufladeapparat in @l&r an sich bekannten Lie enow-Greinacher-Schaltungsanordnung
mit den Ventilen V=, T'3 und mit den Kondensatoren C3, C4 angeschlossen. In entsprechender
Weise können alle bekannten Gleichrichterschaltungsanordnungen ausgeführt werden.
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Bei der Schaltungsanordnung nach Abb. 4 ist die sekundärseitige Spule
vermiedet Wechselspannungsgenerator bildet hier mit den Kapazitäten C, und C. und
der Ventilröhre T%3 die bekannte Vi@rdsche Spannun ;sv erdoppelungsschaltungsanordnung.
Da die von dieser Schaltungsanordnung gelieferte Gleichspannung pulsiert, so muß
für die Rufladung des Kondensators C3 noch ein weiteres Ventil V, vorgeschaltet
werden.
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Statt einen kontinuierlichen hochfrequenten Wechselstrom zu verwenden,
der, solange er fließt, das Gitter negativ auflädt und nach dessen Abschalten die
negative Gitterspannung durch einen Widerstand abgeleitet wird, kann man auch durch
einen einzelnen (hochfrequenten) Spannungsstoß das Gitter aufladen und durch einen
anderen entladen. In Abl). 5 bilden die Kondensatoren Cl, C@ und C3 un as Ventil
1', eine der VillardschaItungsanordnung ähnliche Kombination. Geht von der Primärseite
aus ein negativer Stromstoß in der Richtung Cl, C3, T11, C2, so werden die Kondensatoren
Cl, C3 und C2 aufgeladen, wobei durch den hochohmigen Widerstand W ein kleiner Nebenschlußstrom
fließt. Ist der Stromstoß abgeklungen, so ist der Kondensator C3 derart" geladen,
daß seine positive Seite mit der Kathode und seine negative Seite über den Widerstand
W mit dem Gitter des Ventils V, verbunden ist. Das Gitter ist also negativ aufgeladen.
Die Entladung des Gitters geht in der Weise vor sich, daß ein negativer Stromstoß
über die (als Kondensatordurchführungen ausgebildeten) Heizstromtransformatoren
C4, C;" Q und die Ventile TT4, L';;, 1'1 des Röntgenapparates (in dem vorliegenden
Fall ein Drehstromapparat mit Graetzscher Gleichrichterschaltungsan:ordnung) und
über die Kondensatoren C3 und C, geleitet wird. Dieser Stromstoß gelangt nur in
dasjenige der Ventile V, L'5, v'a, das gerade stromdurchflossen ist, während bei
den anderen die entgegengesetzt gerichtete Spannung des Hochspannungstransformators
T einen Stromübertritt verhindert.
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Durch den eben beschriebenen Stromstoß wird der Kondensator C3 entladen
und somit das Gitterpotential gleich dem Kathodenpotential. Die für die Aufladung
des Gitters erforderlichen Gleichspannungsstöße erhält man beispielsweise dadurch,
daß ein Kondensator über einen stark gedämpften Stromkreis entladen wird, während
die Amplituden der nächstfolgenden Stromstöße sehr stark abgeklungen sind.
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In manchen Fällen können die Röntgenröhre und die ihr vorgeschaltete
Ventilröhre miteinander vereinigt werden, also z. B. die Röntgenröhre ein Gitter
-zwischen Glühkathode und Antikathode erhalten.