DE603896C

DE603896C - Roentgenroehre, deren Antikathode aus einem feststehenden, gut waermeleitenden Teil besteht, um welchen sich der von den Elektronen getroffene Teil bei seiner Rotation dreht

Info

Publication number: DE603896C
Application number: DEM119951D
Authority: DE
Inventors: Albert Bouwers
Original assignee: CHF Mueller AG
Current assignee: CHF Mueller AG
Priority date: 1932-05-30
Filing date: 1932-05-31
Publication date: 1934-10-11

Description

Röntgenröhre, deren Antikathode aus einem feststehenden, gut wärmeleitenden Teil besteht, um welchen sich der von den Elektronen getroffene Teil bei seiner Rotation dreht Es ist bekannt, bei Entladungsröhren, in denen die Entladung auf einen verhältnismäßig kleinen Teil der Anode konzentriert wird, zur b esseren Verteilung der dort entstehenden Wärme die Anode während des Betriebes beweglich, insbesondere drehbar, anzuordnen. Eine Wärme-. abfuhr von einer derart beweglichen Anode nach außen ist jedoch begrenzt, da eine wärmeleitende Verbindung mit den Außenteilen der Entladungsröhre bei drehender Anode nur über das Drehlager besteht.
Um in den Pausen zwischen den Einzelbelastungen die Abkühlung des sich drehenden Anodenkörpers zu beschleunigen, hat man bereits eine Einrichtung getroffen, wonach der rotierende Anodenteil im Ruhezustand gegen einen feststehenden, gut wärmeleitenden Teil angezogen wurde und so mit ihm in wärmeleitende Berührung kam. Diese Einrichtung erfordert jedoch zwischen den einzelnen Belastungen entsprechende Ruhepausen, so daß es mit ihr auch nicht möglich war, länger dauernde Durchleuchtungen mit einer Drehanodenröhre auszuführen.
Die Erfindung hat zum Gegenstand eine Entladungsröhre mit drehender Anode, bei der die Wärmeabfuhr nach außen weitgehendst verbessert ist. Und zwar soll eine Röntgenröhre verbessert werden, deren Antikathode aus einem feststehenden, gut wärmeleitenden Teil besteht, um welchen sich der von den Elektronen getroffene Teil bei seiner Rotation dreht. Erfindungsgemäß weisen die genannten Teile mehrere ineinandergreifende ringförmige, rippenartige Vorsprünge auf, die, mit geringem Spielraum und großer Fläche gegeneinander bewegt, die auf der Anode entwickelte Wärme durch Strahlung auf den wärmeleitenden Teil übertragen. Der feststehende Anodenteil kann, dem beweglichen gegenüber angeordnet, zweckmäßig einen Metallschirm aufweisen, der die Drehanode zum großen Teil umgibt und gegen welchen die in der Anode entwickelte Wärme abgestrahlt und so von der Röhrenwand abgehalten wird. Dieser Metallschirm kann in unmittelbarer Verbindung mit einem Kühlkörper stehen, der aus dem Entladungsgefäß hoch vakuumdicht nach außen geführt ist. Die nach außen geführten Metallteile können sodann in an sich bekannter Weise durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium gekühlt werden. Der Träger des Lagers wird zweckmäßig ebenfalls mindestens zum großen Teil aus einem Wärme gut leitenden Stoff hergestellt. Erfolgt die vakuumdichte Ausführung mit Hilfe einer mit Glas gut verschmelzenden Eisenlegierung, wie Chromeisen, so kann der mit der Glaswand verschmolzene Hohlkörper zweckmäßig mit einem Metall guter Wärmeleitfähigkeit ausgegossen werden. Die Innenwand dieses Hohlkörpers kann dann durch ein gasförmiges oder flüssiges Medium gekühlt werden, oder es kann ein entsprechender Kühlstab nach außen geführt werden. Der hohle Anodenraum ist durch einen oder mehrere Metallzylinder unterteilt, welche mit der Anode metallisch verbunden sind bzw. mit ihr einen zusammenhängenden Körper bilden, während der die in der Anode entwickelte Wärme aufnehmende Metallkörper ebenfalls aus einem oder mehreren Metallzylindern besteht, welche in die Zwischenräume zwischen den im Zusammenhang mit der Anode stehenden Zylinder hineinragen. Auf diese Weise wird die Wärme abstrahlende bzw. aufnehmende Oberfläche um das Mehrfache vergrößert. Besonders zweckmäßig ist es, diese einander gegenüberstehenden Metallzylinder mit nach ihrem äußeren Rande zu konisch laufenden Wänden auszubilden. Die Zylinderwände verjüngen sich dann in einen Winkel, der so gewählt ist, daß die Wandflächen der einen Zylindergruppe den Wandflächen der anderen parallel sind. Auf diese Weise wird die A bstrahlungsdichte der abstrahlenden Wärme besonders konstant gehalten. Außerdem ermöglicht diese Ausführungsform eine besonders wirksame Kühlung nach Inbetriebsetzen der Röhre. Wird nämlich die Entladungsröhre nach Außerbetriebsetzen so gedreht, daß sich die Kathode oben befindet, so sinkt der drehbare Teil der Anode auf den feststehenden Kühlkörper herab, wobei sich die ringförmigen Kühlrippen der Anode an die ihnen gegenüberliegenden des Kühlkörpers auflegen. Auf diese Weise entsteht ein unmittelbarer, sehr inniger Wärmekontakt, welcher eine direkte Wärmeabfuhr durch Wärmeleitung gestattet. Statt die Röntgenröhre bei Außerbetriebsetzen umzudrehen, kann auch beispielsweise in an sich bekannter Weise mit einer elektromagnetischen Vorrichtung o. dgl. der untere Teil der drehbaren Anode gegen den oberen festen Teil herangezogen werden.
Es empfiehlt sich, die ringförmigen Kühlrippen durch schmale Längsschnitte zu unterteilen, damit in diesen Metallringen durch das Drehfeld der Anode keine Wirbelströme entstehen, welche eine unerwünschte Erhitzung hervorrufen und die Drehung der Anode unter Umständen erschweren können.
In der Abbildung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine Röntgenröhre mit drehbarer Anode dargestellt.
Der zylindrische Glaskörper i ist in Höhe der Entladungsbahn durch einen mit ihm hoch vakuumdicht verschmolzenen Metallzylinder 2 unterteilt, der beispielsweise aus Chromeisen bestehen kann. Zum Austritt der Röntgenstrahlen ist in diesem Metallteil ein Strahlenaustrittsfenster 3, beispielsweise aus Glas, vorgesehen. Mit dem, eingestülpten Glashals q. ist hoch vakuumdicht ein beispielsweise ebenfalls aus Chromeisen bestehender Hohlkörper 5 verschmolzen, welcher als Träger der Anode 6 dient. Der Anode gegenüber angeordnet befindet sich die Kathode 7, die, exzentrisch gelagert, eine Glühkathode 8 innerhalb der Sammelvorrichtung 9 aufweist. Die Anode besteht im wesentlichen aus einem Körper guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, io, welcher teilweise hohl ausgebildet ist. Der hohle Teil der Anode besteht aus mehreren konzentrischen Ringräumen, welche durch die ringförmigen Kühlrippen ii gebildet werden. Diese ringförmigen Kühlrippen verjüngen sich nach oben; in die zwischen diesen Kühlrippen befindlichen Ringräume ragen Kühlrippen =2 hinein, welche sich nach unten derart verjüngen, daß die Wände der einzelnen einander gegenüberliegenden Kühlrippen zueinander parallel verlaufen. Die Kühlrippen 12 bilden zweckmäßig einen einheitlichen Körper mit dem Metallkörper 13, über welchen die hohle Anode herumgreift. Der zwischen beiden bestehende Zwischenraum ist als Drehlager ausgebildet, in dem sich beispielsweise in konzentrischen Rillen in Art eines Kugellagers die Kugeln 1q. bewegen. Die Drehung der Anode erfolgt in an sich bekannter Weise dadurch, daß die Anode den Rotor eines Drehstrommotors bildet, dessen Stätor 15 konzentrisch um die Röhre herumgelegt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Röntgenröhre, deren Antikathode aus einem feststehenden, gut wärmeleitenden Teil besteht, um welchen sich der von den Elektronen getroffene Teil bei seiner Rotation dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Teile mehrere ineinandergreifende ringförmige, rippenartige Vorsprünge aufweisen, die, mit geringem Spielraum und großer Fläche gegeneinander bewegt, die auf der Anode entwickelte Wärme durch Strahlung auf den wärmeleitendenTeil übertragen.
2. Röntgenröhre zach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Teile in entgegengesetztem Sinne verjüngt sind. J. Röntgenröhre nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gut wärmeleitende Teil einen den beweglichen Teil der Anode umhüllenden Schirm aufweist, der die Röhrenwandung gegen die von der Anode ausgestrahlte Wärme abschirmt. q . Röntgenröhre nach Anspruch i bis. 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Schirm durch Längsschnitte unterteilt ist, so daß in ihm keine Wirbelströme entstehen können.