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Röntgenapparat, bei dem eine Röntgenröhre mit äquipotentialem Wandungsteil
und ein Hochspannungstransformator zusammen eine bauliche Einheit bilden Es sind
Röntgenapparate bekannt, bei denen die Röntgenröhre mit. dem sie speisenden Hochspannungstransformator
zusammen eine konstruktive Einheit bildet. Um den Nachteil zu verringern, daß die
Beweglichkeit der Röntgenröhre bei diesen Apparaten durch den verhältnismäßig großen
Umfang des angebauten Transformators beeinträchtigt wird, hat man die Röhre und
den Transformator zusammen in Öl eingetaucht. Die Abmessungen können dadurch kleiner
gehalten und die Röntgenröhre kann dichter am Transformator angeordnet werden. Man
muß bei diesen Apparaten den Übelstand mit in Kauf nehmen, daß dieselbe Ölmenge,
welche die in der Röntgenröhre entwickelte, gegenüber der Verlustwärme des Transformators
_ ganz geringe Wärmeenergie aufnimmt, auch den Transformator berührt.
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Es ist ferner ein Röntgenapparat bekanntgeworden, bei dem die Röhre
in dem Fenster des Transformators zwischen den Spulen angeordnet ist. Bei diesem
Apparat muß eine für Hochspannung ausreichende Isolierung zwischen der Röntgenröhre
und der Oberfläche der Spulen vorhanden sein.
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Die Erfindung betrifft einen Apparat, bei dem eine Röntgenröhre mit
äquipotentialem Wandungsteil und Hochspannungstransformator zusammen eine bauliche
Einheit bilden, Erfindungsgemäß weist einmal der Kern des Transformators eine Teilung
in der Längsrichtung oder bei der vorzugsweisen Ausführung als Manteltransformator
eine in axialer Richtung durchlaufende Bohrung auf, in dessen Teilung bzw. Bohrung
die Röntgenröhre vorzugsweise symmetrisch angeordnet ist, und gleichzeitig liegt
die Röhre mit ihrem äquipotentialem Wandteil direkt oder mit einer höchstens für
Niederspannung ausreichenden isolierenden Trennschicht an dem Transformatorkern
an.
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Eine besonders praktische Formgebung erhält man, wenn der magnetische
Körper eines Manteltransformators aus radial um den von diesem Transformator gespeisten
Stromverbraucher herum angeordneten schnallenförmigen Blechen besteht. Diese können
in an sich bekannter Weise in einer Anzahl Pakete angeordnet sein. Zweckmäßig wird
dann der Transformator von einem Wellblechmantel umgeben, der in der Längsrichtung
verlaufende Rillen aufweist. Diese Rillen greifen um die Ränder der Blechpakete
herum und stützen dieselben ab.
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Wenn die vorzugsweise zylindrische Röntgenröhre eine größere Länge
als der Transformator hat, reichen gleich lange oder ungefähr gleich lange Röhrenenden
zu beiden Seiten des Transformators heraus. Diese Röhrenenden werden zweckmäßig
von metallenen oder metallisierten Schutzkappen mit Abstand umgeben, die auch
für
die Befestigung eines zur Kühlung von Transformator- und Raxntgenröhre dienenden
elektrischen Ventilators benutzt werden können.
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Der magnetischd Körper des Transformators kann mit einem Längsschlitz
versehen werden, durch den die Röntgenstrahlen nach außen treten' können. Dieser
Schlitz wird nun zweckmäßigerweise auch dazu benutzt, die Zuleitungen von der Hochspannungswicklung
zu den Röhrenenden an den beiden Endflächen des Transformators isoliert durch den
magnetischen Körper hindurchzuführen. Damit die üblichen Einstülpungen der Röntgenröhre
einen erheblichen Teil des Spannungsunterschieds zwischen der von ihnen getragenen
Elektrode und dem Transformatorkern aushalten können, werden die in sie eintretenden
Zuleitungen von in die Einstülpungen eingesetzten isolierenden, zentrisch durchbohrten
Stöpseln abgestützt.
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Die Wicklungen des radial um die 'Röntgenröhre angeordneten Transformators
liegen, in dem ringförmigen Fenster des magnetischen Körpers und sind durch die
innenliegenden Teile der Bleche von der Röntgenröhre getrennt. Dadurch findet eine
bessere Ausnutzung des Raumes statt als z. B. bei einer bekannten Ausführung eines
Röntgenapparates, wobei ein Hals der Röntgenröhre in das Fenster des , Transformators
eingesteckt ist.
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Um eine Isolation zwischen der Röntgenröhre und dem sie umgebenden
Metall zu sparen, wird eine Röntgenröhre verwendet, deren gegenüber dem Transformatorkörper
liegender Teil der Röhrenwand ganz aus Metall besteht oder mit einem Metallüberzug
versehen ist. Bei einer Röntgenröhre mit einem metallenen Mittelteil, der kürzer
ist als die die Röhre aufnehmende Aushöhlung im Transformatorkern, ist der metallene
Mittelteil nach beiden Seiten hin durch Metallüberzüge, wie Stanniolbekleidungen,
an der Außenseite der Röhrenwand bis mindestens auf die Transformatorhöhe zu verlängern.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Röntgenapparates
gemäß der Erfindung angegeben. .
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Fig. i ist ein Längsschnitt durch den Apparat und Fig. z ein .Querschnitt
in der Ebene 1-I. Die Fig. 3.und q. beziehen sich auf eine andere Ausführungsmöglichkeit
eines Apparates nach der Erfindung mit Manteltransformator, die Fig. 5 auf eine
solche mit Kerntransformator.
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Der Apparat besteht aus einem ringförmigen Transformator. Der Eisenkern
dieses Transformators ist aus schnallenförmigen Blechen i aufgebaut. Diese sind
in Paketen z, die je z. B. fünf bis zehn solcher Bleche enthalten, jedoch auch aus
mehr oder weniger Blechen :bestehen können, angeordnet und werden von einem Wellblechmantel
3 umgeben. Die Rillen dieses Mantels verlaufen in der Längsrichtung des Transformators,
und die Blechpakete greifen, wie aus Fig. z ersichtlich, in sie hinein, so daß dadurch
die gegenseitige Lage der Blechpakete unveränderlich beibehalten bleibt.
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In den vom Transformatoreisen gebildeten. zentralen Hohlraum ist eine
Röntgenröhre symmetrisch eingesetzt. Ihre Wandung besitzt einen metallenen Mittelteil
q., an den gläserne Hälse 5 und 6 angeschmolzen sind. Diese tragen die Elektroden
der Röntgenröhre, die Anode 7 und die Kathode B. Der Teil dieser Glashälse, der
gegenüber dem Transformator liegt, ist mit einer gut anliegenden Stanniolschicht
bedeckt. Diese reicht bis zu den gestrichelten Linien g und - =o. Durch diese Bekleidungen
wird die Überschlagsgefahr vermindert und werden Zerstörungen der Glasteile vermieden.
Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß die unvermeidlichen Lufteinschlüsse
zwischen der Röhrenwand und dem Transformatoreisen durch die Metallbekleidungen
elektrostatisch abgeschirmt werden und dadurch keine Ionisation der Lufteinschlüsse
stattfinden kann. Die aus dem Transformator herausragenden Röhrenhälse sind von
Metallkappen =i und =Z umgeben. Ist die Leistung des Apparates derart, .daß Kühlung
der Röntgenröhre oder des Transformators erwünscht ist, so kann ein elektrisch angetriebener
Ventilator an einer dieser Kappen, vorzugsweise auf der Anodenseite, befestigt werden.
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Durch die Metallbekleidungen wird die Isolierlänge der angeschmolzenen
Glashälse erheblich verringert. Es stellt sich heraus, daß dies keine Nachteile
mit sich zu bringen braucht. Es ist jedoch von Vorteil, daß die einwärts gebogenen
Teile 13 und 14 der Röhrenwand einen wesentlichen Teil des Spannungsgefälles aufnehmen.
Um dies zu ermöglichen, sind in den Einstülpungen zentrisch durchbohrte Stöpsel
15 und 16 angeordnet, durch welche die vom Transformator zu den Elektroden der Röhre
führenden Hochspannungsleitungen 17 und 18 abgestützt werden. Diese Leitungen sind
in hochisolierende Röhren- oder Kabelabschnitte eingeschlossen.
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Die Röntgenstrahlen müssen durch den Transformatorkern hindurch ungehindert
nach außen treten können. Darum ist ein Längsschlitz i9 ausgespart, welcher die
Breite des Strahlenkegels hat und durch seine Keilform sich an den Strahlengang
sehr gut anpaßt. Dieser Schlitz hat einen zweifachen Zweck, denn er dient gleichzeitig
dazu, die Hochspannungsleitungen 17 und 18 isoliert durch den Transformatorkern
hindurch heraustreten zu lassen. Da der ganze restliche Teil des Umrisses für die
Anordnung des Transformatoreisens zur Verfügung bleibt, wird der Raumbedarf äußerst
gering.
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In dem ringförmigen Fenster des Transformators
liegen
die Wicklungen, welche als konzentrische Wicklungen ausgebildet sind. Die Primärwicklung
zo ist von der Sekundärwicklung umgeben. Es liegt zwischen diesen Wicklungen keine
Hochspannungsisolation. Die Sekundärwicklung besteht aus zwei Teilen 21 und 22,
die in der Längsrichtung unter Belassung eines Zwischenraumes-nebeneinanderliegen.
Sie bieten somit den Röntgenstrahlen die Gelegenheit, zwischen ihnen hindurch nach
außen zu treten. Die inneren Enden der Sekundärwicklungen sind miteinander verbunden,
und die Spulen sind derart gewickelt, daß die in ihnen induzierten Spannungen sich
addieren. Die inneren Wicklungsschichten werden also beim Betriebe das Potential
des magnetischen Körpers oder doch nahezu dieses Potential aufweisen, und der Verbindungsleiter
der Wicklungen kann mit dem Eisenkörper geerdet werden. Die Hochspannungsenden des
Transformators liegen an der Außenseite. Ein Zylinder 23 aus Isoliermaterial verhindert
das Auftreten von Überschlägen zwischen den äußeren Wicklungsschichten und dem Transformatorj
och.
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Um einen Überschlag zwischen den die volle Hochspannung mit Bezug
aufeinander besitzenden Wicklungsteilen zu vermeiden, werden die Wicklungsschichten
nach der Außenseite hin kürzer. Auch kann dadurch ein Überschlag nach dem Transformatoreisen
in die Längsrichtung weniger leicht stattfinden. Da die Wicklungen gegenüber dem
Transformatoreisen .nur die halbe Spannung aufweisen, ist es vollkommen mit den
Betriebsbedingungen in Einklang, daß die Zunahme des Abstandes vom Transformatoreisen
auch nur halb so groß ist als die Zunahme des gegenseitigen Abstandes der Spulen.
Die Trapezform der Spule hat auch den Vorteil, daß sich die Spulenform ebenso wie
die Form des Schlitzes im Eisenkern dem Verlauf der durch das Fenster 24 austretenden
Röntgenstrahlen anpaßt.
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Zur Halterung des Apparates kann ein Tragbügel 25 vorgesehen sein,
der mit in Öffnungen der Metallkappen ix und 12 eingreifenden Drehzapfen 26 und
27 versehen ist.
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Auf die beschriebene Weise ist es möglich, einen vollständigen Röntgenapparat
für nicht allzu starke Beanspruchungen, z. B. zur Verwendung in der Zahnpraxis,
herzustellen, dessen Länge ungefähr 30 cm und dessen Durchschnitt nicht mehr
als 15 cm beträgt. Die Form des Transformators ist wegen der guten Abkühlungsmöglichkeit
besonders zweckdienlich. Die beschriebene Bauart läßt sich auch für größere Leistungen,
wie sie zum Zwecke der Diagnostik nötig sind, anwenden. In diesem Falle kann die
Anordnung eines Ventilators und ein etwas größerer Kupferquerschnitt die gewünschte
Vergrößerung der Belastbarkeit schaffen. Es wurde früher bereits vorgeschlagen,
die Transformatorwicklungeri um eine Röntgenröhre herum anzuordnen. Gemäß diesem
Vorschlag konnte auch ein Transformator mit Eisenkern verwendet werden, der sich
im Innern der Röhre befand. Die Anordnung gemäß der Erfindung hat aber gegenüber
der bekannten Ausführungsform den Vorteil, daß sie die Verwendung eines Transformators
mit geschlossenem Eisenkern möglich macht.
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Wünscht man die Röntgenröhre mit einem Manteltransformator der gebräuchlichen
Form zusammenzubauen, so kann dies in der in Fig. 3 und 4 schematisch angegebenen
Weise stattfinden. Der Transformatorschenkel ist dabeiin der Längsrichtung geteilt,
und die Blechpakete 28 und 29 sind wie die Blätter eines eingebundenen Buches rundherum
gesetzt, so daß sie sich an die zylindrische Röntgenröhre 30 anlegen. Auch der Kerntransformator
kann nach dem Prinzip der Erfindung mit der Röhre zusammengebaut werden, z. B. auf
die aus Fig. 5 ersichtliche Weise, bei der die von den Transformatorspulen
31 umgebene Röntgenröhre 32 von dem in der Längsrichtung aufgeteilten Schenkel
33 des Transformators aufgenommen wird. Der magnetische Kreis schließt sich
durch das Joch 34 um die Transformatorspulen herum.
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Die an Hand der Fig. i und 2 beschriebene Ausführungsform ist jedoch
wegen der äußerst günstigen Ausnutzung des beanspruchten Raumes gegenüber dem weiteren
Ausführungsbeispiel zu bevorzugen.