DE605531C

DE605531C - Roentgenroehre, bei der Brennfleck auf der Antikathode bewegt wird

Info

Publication number: DE605531C
Application number: DES110394D
Authority: DE
Inventors: Dr Walther Mueller
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1933-08-01
Filing date: 1933-08-01
Publication date: 1934-11-15

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. NOVEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 17

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. August 1933 ab

Die Belastungsgrenze von Röntgenröhren ist bekanntlich bei kurzzeitigen Belastungen mit großer Leistung, die häufig bei Röntgenaufnahmen erforderlich sind, bestimmt durch die höchstzulässige Temperatur im Brennfleck. Bei Röntgenröhren, deren Brennfleck auf der Antikathode festliegt, erreichen bei Steigerung der Belastung, wenn man gleichmäßige Belegungen des Brennfleckes mit Elektronen voraussetzt,

ίο λ alle Stellen der Brennfleckfläche gleichzeitig diese höchstzulässige Temperatur. Der Brennfleck ist also an allen Stellen in gleicher Weise ausgenutzt. Anders liegen jedoch die Verhältnisse bei den bekannten Röntgenröhren, bei denen der Brennfleck auf der Antikathode bewegt wird.

An Hand der Abb. la und ib sollen im folgenden die Vorgänge im Brennfleck einer solchen Röntgenröhre beschrieben werden.

In Abb. ιa soll der gleichmäßig schraffierte Kreis einen gleichmäßig mit Elektronen belegten Brennfleck darstellen, der dadurch auf der Antikathode, der Zeichnungsebene, seine Lage ändert, daß sich die Antikathode in der Richtung des eingezeichneten Pfeiles bewegt, während die Richtung der auf treffenden Elektronen festgehalten wird. Jede einzelne Stelle der Antikathode ist beim Eintritt in den Bereich des Brennfleckes kalt, ihre Temperatur nimmt beim Durchlaufen des Brennfleckbereiches zu und erreicht ihren Höchstwert in dem Augenblick, in dem der betreffende Antikathodenteil wieder aus dem Bereich des Brennfleckes heraustritt. Die höchste Temperatur erreichen dabei die Stellen der Antikathode, die den Brennfleckbereich in seiner breitesten Zone, d. h. in der Mitte, durchlaufen. Die dabei im Brennfleckbereich entstehende Temperäturverteilung auf der Antikathode ist in der Abb. ib verdeutlicht. Die mehr oder weniger dichte Schraffur der Kreisfläche soll die mehr oder weniger hohe Temperatur im Brennfleckbereich andeuten. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, ist die Temperaturverteilung über den Bereich des Brennfleckes nicht gleichmäßig, sondern die höchste, bei Steigerung der Belastung die Belastungsgrenze bestimmende Temperatur wird nur an einer kleinen, mit 1 bezeichneten Stelle erreicht, während alle anderen Stellen des Brennfleckbereiches sich auf geringerer Temperatur befinden, also in ihrer Belastbarkeit nicht voll ausgenutzt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine bessere thermische Ausnutzung des Brennfleckbereiches und dementsprechend eine höhere Grenzbelastung bei Röntgenröhren, deren Brennfleck auf der Antikathode bewegt wird, dadurch erzielt, daß die spezifische Belegung des Brennfleckbereiches mit Elektronen in der Bewegungsrichtung derart ungleich gewählt ist, daß die einzelnen Stellen der Antikathode beim Eintritt in den Brennfleckbereich am

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Walther Müller in Rudolstadt, Thür.

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dichtesten und beim Durchlaufen des Brennfleckbereiches abnehmend dicht belegt werden, um die von den Elektronen betroffenen Stellen der Antikathode stets der thermischen Grenzbelastung zu unterwerfen. So wird erreicht, daß durch die anfänglich große Belastung jede den Brennfleckbereich durchlaufende Antikathodenstelle möglichst schnell auf die höchst zulässige Temperatur erhitzt wird, dann aber ίο beim weiteren Durchlaufen des Brennfleckbereiches in abnehmendem Maße so belastet wird, daß diese Temperatur erhalten bleibt. In Abb. ic ist mittels verschieden dichter Schraffur, die der Belegungsdichte entsprechen soll, angedeutet, wie bei einem kreisförmigen Brennfleck die Belegungsdichte in den einzelnen Stellen des Brennfleckbereiches gewählt werden muß, um, wie in Abb. id durch entsprechende Schraffur angedeutet ist, über den ganzen Brennfleckbereich, abgesehen von einer unvermeidlichen schmalen Anwärmungszone 2, gleichmäßige Temperaturverteilung zu erzielen.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnisse lassen sich nicht nur bei Röntgenröhren mit kreisförmigem Brennfleck anwenden, sondern in entsprechender Weise auch bei Röntgenröhren mit anders geformtem Brennfleck, z. B. band-, oval- oder trapezförmigem Brennfleck.

Zur Erzeugung von Brennflecken, die die erfindungsgemäße Belegung mit Elektronen aufweisen, können Kathodenanordnungen dienen, bei denen die Glühkathode und die Sammelvorrichtung unsymmetrisch zueinander ange-35· ordnet sind oder die Glühkathode bzw. die Sammelvorrichtung für sich unsymmetrisch gestaltet sind.

Abb. 2 zeigt beispielsweise eine Kathodenanordnung mit einer unsymmetrischen Sammelvorrichtung, Abb. 3 eine Kathodenanordnung, bei der die Glühkathode unsymmetrisch in der Sammelvorrichtung angeordnet ist. An Stelle einer solchen unsymmetrischen Anordnung bzw. zusammen mit einer solchen kann auch eine Glühkathode verwendet werden, bei der die Abstände der einzelnen Glühdrahtstücke voneinander von der einen nach der anderen Seite hin zunehmen. Als Ausführungsbeispiele für derartige Glühkathoden sind in Abb. 4 ein spiralförmig gewundener Glühdraht, in Abb. 5 ein in gegenläutigen^Windungen geführter Glühdraht dargestellt.

Berücksichtigt man noch, daß bei Röntgenröhren mit drehbarer Anode bei gleichmäßig belegtem Brennfleck die Temperatur im Brennfleckbereich mit dem Abstand von der Drehungsachse infolge der zunehmenden Lineargeschwindigkeit der Antikathodenteile abnimmt, so ergibt sich für solche Röntgenröhren als vorteilhafteste Verteilung der Belegungsdichte im Brennfleckbereich eine solche, bei der die Belegungsdichte nicht nur in der Richtung, in welcher der Brennfleck durchlaufen wird, abnimmt, sondern zugleich auch in der zur Bewegungsrichtung senkrechten Richtung entsprechend der Annäherung an die Drehungsachse der Anode.

Es ist an sich bekannt, die Abstände der Glühdrähte voneinander mit Annäherung an die Drehungsachse größer zu machen.

Claims

Patentansprüche:

i. Röntgenröhre, bei der der Brennfleck auf der Antikathode bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Belegung des Brennfleckbereiches mit Elektronen in der Bewegungsrichtung derart ungleich gewählt ist, daß die einzelnen Stellen der Antikathode beim Eintritt in den Brennfleckbereich am dichtesten und beim Durchlaufen des Brennfleckbereiches abnehmend dicht belegt werden, um die von den Elektronen betroffenen Stellen der Antikathode stets der thermischen Grenzbelastung zu unterwerfen.
2. Röntgenröhre nach Anspruch 1 mit drehbarer Anode, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Belegung des Brennfleckbereiches mit Elektronen in der zur Bewegungsrichtung der Antikathode senkrechten Richtung entsprechend der Annäherung an die Drehungsachse der Anode abnimmt.
3. Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder 2 mit Glühkathode, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode und die Sammelvorrichtung unsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
4. Röntgenröhre mit Glühkathode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode mit einer unsymmetrischen Sammelvorrichtung versehen ist.
5. Röntgenröhre mit Glühkathode nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der einzelnen Glühdrahtstücke der Glühkathode voneinander in der Bewegungsrichtung und gegebenenfalls in der zur Bewegungsrichtung der Antikathode senkrechten Richtung entsprechend der Annäherung an die Drehungsachse der Anode zunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen