DE611682C - Von einem Schutzgehaeuse mit geringem Zwischenraum umgebene Roentgenroehre mit umlaufender Antikathode - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 6. APRIL 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPEITo₂

mit umlaufender Antikathode

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. März 1930 ab

Die Erfindung bezieht sich auf Röntgenröhren, die von einem Schutzgehäuse mit geringem Zwischenraum umgeben sind und deren Antikathode mit Hilfe eines außerhalb der Röhre erzeugten magnetischen Drehfeldes in Umdrehung versetzt wird. Die Umdrehung der Antikathode kann dadurch bewirkt werden, daß diese selbst oder ein mit ihr mechanisch verbundener Teil den Läufer eines Elektromotors bildet. Das Feld kann durch einen Mehrphasenwechselstrom oder durch ein Drehmagnetsystem erregt werden. Da die an der Brennfleckbildung teilnehmende Antikathodenoberfläche bei solchen Röhren viel ausgedehnter ist als bei Röhren mit einem auf einer unbeweglichen Antikathode erzeugten konzentrierten Brennfleck, weisen derartige Röhren den Vorteil auf, daß eine viel stärkere Belastung zulässig

Bei einer bekannten Ausführungsform einer derartigen Röhre liegt ein isolierender Wandteil der Röhre zwischen dem Magnetsystem und dem umlaufenden Teil, der einen wesentlichen Teil der zwischen den Elektroden der Röhre liegenden Spannung aufnimmt.

Das Magnetsystem weist hierbei einen hohen Spannungsunterschied in bezug auf den Rotor auf. Ein Schutzgehäuse umgibt die Röntgenröhre mit geringem Zwischenraum.

Es hat sich herausgestellt, daß bei solchen Röntgenröhren zuweilen Funkenentladungen zwischen dem Magnetsystem und dem Anodenende der Röntgenröhre stattfinden. Solche Entladungen sind nach Möglichkeit zu vermeiden, da sie störend wirken und das Isoliermaterial unbrauchbar machen können.

Man wird zwar darauf achten, daß der" Abstand zwischen dem Magnetsystem und dem Rotor so groß ist, daß die elektrische Feldstärke am Stator nicht unzulässig hoch wird, aber diese Maßnahme an sich bietet noch keine Gewähr, daß die störenden Funkenentladungen vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird das Auftreten solcher Funkenentladungen dadurch verhindert, daß Mittel vorgesehen werden, die das Entstehen eines elektrischen Feldes in dem Luftspalt zwischen dem Magnetsystem und der Antikathode durch elektrostatische Abschirmung dieses Spaltes verhindern oder mindestens beschränken.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Albert Bonwers in Eindhoven, Holland.

Durch diese Maßnahme kann der Abstand zwischen Magnetsystem und Röhrenwand verkleinert und dadurch das Drehmoment erhöht werden, und außerdem wird ermöglicht, die Abmessungen der Röhre zu verkleinern. Die erzielte Wirkung kann man sich etwa auf folgende Weise erklären: Zwischen der Röhrenwand und dem Stator ist eine Luftmenge eingeschlossen, die sich in einem elekirischen Felde befindet. Dies kann zur Folge haben, daß Luftmoleküle unter dem Einfluß des elektrischen Feldes ionisiert werden, so daß Ladungsträger entstehen, die möglicherweise die Ursache für das Entstehen der Funkenentladungen bilden, nachdem sie in die Strecke zwischen Röhrenende und Stator gelangt sind. Wie dem auch sei, es stellte sich heraus, daß die Funkenentladungen dadurch unterdrückt werden konnten, daß man gemäß der Erfindung zwischen Stator und Rotor eine Metalloberfläche vorsieht, die das Potential des Stators hat, so daß zwar der Luftspalt bestehen bleibt, aber das elektrische Feld in dem Spalt aufgehoben oder ge^j schwächt wird.

Besitzt die Röhre einen leitenden Wandteil, so läßt sich die elektrostatische Abschirmung des Luftspalts durch Verlängerung dieses Wandteils herbeiführen, so daß er sich an dem Magnetsystem vorbei erstreckt. Auch ein leitender Ring oder leitende Plättchen können in den vom Magnetsystem umgebenen Teil der Glaswand eingeschmolzen sein, die mit dem Magnetsystem elektrisch verbunden sind.

Besonders zweckmäßig wird das elektrische Feld im Luftspalt durch eine mit dem Magnetsystem verbundene leitende Bekleidung der Glaswand beseitigt, die entweder an der Außenseite oder an der Innenseite der Wandung angebracht ist. Befindet sich die Bekleidung an der Innenseite, so ist die elektrostatische Belastung sowohl des Luftspalts als auch die der Glaswand aufgehoben, so daß die Isolierung ausschließlich durch das Hochvakuum gebildet wird, das sich dazu vorzüglich eignet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Abbildung beispielsweise erläutert, in der eine Röntgenröhre dargestellt ist, deren Antikathodenkörper den Läufer eines Induktionsmotors bildet.

Die aus zwei Glasteilen 1 bestehende Außenwand ist von Rohren 2 umgeben, die aus einem isolierenden, Röntgenstrahlen schlecht durchlassenden Stoff hergestellt sind.

Zwischen diesen Glasteilen 1 ist ein Metallteil 3 angeschmolzen. Als Material für diesen Metallteil eignet sich besonders eine aus Eisen und Chrom bestehende Legierung, die nicht porös ist und sich gut an Glas anschmelzen läßt. Dieser Metallteil ist mit einem dem Austritt der Röntgenstrahlen dienenden Fenster 4 versehen.

Die Röhre enthält eine in einem Metallgefäß 6 angeordnete Glühkathode 5, die mit den Kontaktstiften 7 verbunden ist, an welche die Zuführungs drähte für den Heizstrom angeschlossen werden. Das von dieser Kathode ausgesandte Elektronenbündel wird auf eine kleine Oberfläche der Antikathode 8 konzentriert, wobe-i die Form der Öffnung 9 in der Sammelvorrichtung 6 eine Rolle spielt.

Die Antikathode ist drehbar auf einer Spindel 10 gelagert, in welcher der an die Glaswand der Röhre angeschmolzene und mit dem Kontaktorgan 20 verbundene Metallteil ι r endet. Die Umdrehung der Antikathode erfolgt dadurch, daß diese den Läufer eines Induktionsmotors bildet. Vorzugsweise besteht die Antikathode aus einem Zylinder gut leitenden Materials, z. B. Kupfer, der einen zweiten, aus einem Material mit hoher Permeabilität hergestellten Zylinder umschließt.

Der Ständer 15 des Motors ist außerhalb der Röhre angeordnet. Die Magnetwicklungen 17 liefern das Feld und können an ein mehrphasiges Wechselstromnetz angeschlossen werden. Sie können aber auch derart eingerichtet sein, daß sie bei Verwendung von Einrichtungen, die eine gegenseitige Phasenverschiebung bewirken, an eine-gewöhnliche Wechselstromquelle angeschlossen werden können, so daß ein Drehfeld entsteht, das den Antikathodenkörper als den Läufer eines Asynchronmotors in Umdrehung versetzt. Der Ständer ist von einem an der metallenen Büchse 18 befestigten Gehäuse 16 umgeben, das während des Betriebs mit Erde verbunden ist.

Bei dem Betrieb der Röntgenröhre wird der Metallteil 3 der Röhrenwand, der um diesen Teil angeordnete Bleiring 19, die metallene Büchse 18, das Motorgehäuse und auch die Mitte der Sekundärwicklung des Transformators, der die zum Betrieb der Röhre erforderliche Hochspannung liefert, an Erde gelegt. Zwischen dem Ständer 15 und der Antikathode 8 besteht folglich eine Spannung, die der Hälfte des Potentialunterschieds zwischen den Elektroden entspricht.

,Die Innenseite der Röhrenwand ist mit einer leitenden Metallschicht 21 ausgekleidet. Diese Bekleidung' ist an der unteren Seite mit dem metallenen Wandteil 3 verbunden, der seinerseits mit dem Ständer 15 elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise wird ein elektrisches Feld außerhalb der Röhrenwand gänzlich vermieden, während auch die elektrostatische Belastung in der Querrichtung der Röhrenwand selbst aufgehoben wird. Außer dem Vorzug, daß die Gefahr einer Ionisierung der Luft in dem Spalt zwischen

dem Ständer 15 und der Glaswandung 1 nicht mehr besteht, wird auch der Vorteil erzielt, daß der Ständer in unmittelbarer Nähe der Röhrenwand angeordnet werden kann.

Wenn die Aufhebung des elektrischen Felds außerhalb der Wand dadurch erzielt wird, daß sich der Wandteil 3 an dem Ständer 15 vorbei erstreckt, so empfiehlt es sich, für diesen Wandteil ein Material mit geringer Permeabilität zu benutzen.

Man kann auch eine dünne, z. B. aus Chromeisen bestehende Metallschicht in die Glaswand einschmelzen. Wenn diese Schicht genügend dünn gewählt wird, kann der Nachteil, der durch magnetische Ablenkung des Feldes durch Substanzen höherer Permeabilität eintritt, bis auf das Geringstmaß beschränkt werden.

Wenn eine Metallbekleidung außerhalb der Wand angeordnet wird, was sich mit Rücksicht auf die Entgasungsschwierigkeiten in manchen Fällen empfiehlt, so ist es wichtig, dafür Sorge zu tragen, daß die Bekleidung überall sehr gut an der Wand anliegt.

Die Bekleidungen können aus Blattmetall, z. B. Blattzin, oder aus einer mittels Zerstäubung erzeugten Niederschlagschicht bestehen o. dgl.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I. Von einem Schutzgehäuse mit geringem Zwischenraum umgebende Röntgenröhre, deren Antikathode durch das Feld eines außerhalb der Röhre angeordneten und einen hohen Spannungsunterschied mit Bezug auf die Antikathode aufweisenden Magnetsystems in Umdrehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die das Entstehen eines elektrischen Feldes in dem Luftspalt zwischen dem Magnetsystem und der Röhrenwandung durch elektrostatische Abschirmung dieses Spalts verhindern oder mindestens beschränken.
2. 2. Röntgenröhre nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein leitender, mit dem Magnetsystem elektrisch verbundener metallener Teil der Röhrenwand an dem Magnetsystem vorbei erstreckt. 5"
3. 3. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den vom Magnetsystem umgebenen gläsernen Teil der Röhrenwand ein leitender Ring oder ein oder mehrere leitende Plättchen eingeschmolzen sind, die mit dem Magnetsystem leitend verbunden sind.
4. 4. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Magnetsystem umgebene gläserne Teil der Röhrenwand entweder an der Außenseite oder an der Innenseite mit einer leitenden und mit dem Magnetsystem elektrisch verbundenen Bekleidung bedeckt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen