DE69013123T2 - Hochspannungsanlage für Röntgenröhre mit in Sekundärkreis integriertem Kühlbehälter. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft elektrische Vorrichtungen für die Stromversorgung von Röntgenröhren und insbesondere Mittel innerhalb dieser Vorrichtungen zum Halten und Kühlen der verschiedenen Elemente der Stromkreise.
• Eine Röntgenröhre besitzt eine Fadenkathode, die einen Elektronenstrahl in Richtung einer Anode oder Antikathode aussendet. Die Anode besteht aus einem Material wie Wolfram oder Molybdän, das Röntgenstrahlen aussendet, wenn es von dem von der Kathode stammenden Elektronenstrahl getroffen wird. Um einen Elektronenstrahl mit hoher Energie zu erhalten, werden die Elektronen durch ein starkes, zwischen der Kathode und der Anode erzeugtes elektrisches Feld beschleunigt. Hierzu wird die Anode gegenüber der Kathode auf ein positives Potential von mehreren Zig KVolt gebracht, wobei dieses Potential 100 KVolt überschreiten und 140 KVolt erreichen kann.
• Derartige Spannungen werden durch sogenannte Hochspannungs- Versorgungsvorrichtungen geliefert, die, wie in Fig. 1 gezeigt, einen Transformator 10 aufweisen, der mit Gleichrichter-Verdoppler-Schaltungen 11 verbunden ist. Genauer ausgedrückt enthält der Transformator 10 eine einzige Primärwicklung 12, an die eine Wechselspannung angelegt wird, und einen Sekundärstromkreis 13, der mit den Gleichrichter- Verdoppler-Schaltungen 11 verbunden ist. Jede Gleichrichter- Verdoppler-Schaltung 11 besteht in herkömmlicher Weise aus einer Sekundärwicklung 14, zwei Dioden D1 und D2 sowie zwei Kondensatoren C1 und C2, die gemäß dem Schema von Fig. 1 miteinander verbunden sind. Jede Gleichrichter-Verdoppler- Schaltung ist mit der nächsten so verbunden, daß sich ihre Ausgangsspannungen addieren, wodurch an der letzten Verdoppler-Schaltung des Aufbaus eine sehr hohe Spannung erzielt werden kann.
• Genauer ausgedrückt enthält der Transformator eine Primärwicklung 12 und zwölf Sekundärwicklungen S1 bis S12, von denen nur die Wicklungen S1, S5, S6 und S12 dargestellt werden. Desgleichen enthält er vierundzwanzig gleiche Gleichrichterdioden D1 bis D24, von denen nur die Elemente D1, D2, D3 ... D12, D13, D14 ... D22, D23, D24 dargestellt werden.
• Desgleichen enthält er vierundzwanzig Filterkondensatoren C1 bis C24, von denen nur die Elemente C1, C2, C3 ... C12, C13, C14 ... C22, C23, C24 dargestellt werden.
• Jede der Sekundärwicklungen S1 bis S12 besitzt zwei Ausgangsanschlüsse. Die Ausgangsanschlüsse tragen die Bezeichnungen B1 bis B24, wobei nur die Anschlüsse B1, B2, B3 ... B5, B6, B7, B8 ... B23, B24 dargestellt werden.
• In Fig. 1 bildet der gemeinsame Anschluß des Kondensators C1 und der Diode D1 über einen Widerstand R den Hochspannungs- Ausgangsanschluß HT, während der gemeinsame Anschluß des Kondensators C24 und der Diode D24 den Masse-Ausgangsanschluß bildet, mit dem eine Funkenstrecke 9 verbunden ist.
• Um die Amplitude der Hochspannung zu messen, ist der Ausgangsanschluß HT mit einer Meßvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden, die über einen Widerstand R' und einen variablen Kondensator C' an den Punkt M angeschlossen ist. Der Punkt M ist über eine Funkenstrecke 9' mit der Masse verbunden.
• In einem typischen Ausführungsbeispiel hat jede Gleichrichter-Verdoppler-Schaltung eine Ausgangsspannung von 6 KVolt, so daß die Spannung am Ausgang der zwölften Gleichrichter- Verdoppler-Schaltung 72 KVolt beträgt.
• Es ist zu bemerken, daß es ausreicht, die Kathode an ein gegenüber der Masse negatives Potential von 70 KV anzuschließen und die Anode an ein gegenüber der Masse positives Potential von 70 KV anzuschließen, um zwischen der Kathode und der Anode einer Röntgenröhre eine Potentialdifferenz in der Größenordnung von 140 KV zu erhalten. Hierzu werden zwei Stromversorgungsvorrichtungen verwendet, die der von Fig. 1 gleichen.
• Verständlicherweise bringt die Ausführung einer Hochspannungs-Versorgungsvorrichtung gemäß dem Schema von Fig. 1 Isolierungsprobleme mit sich, die häufig dadurch gelöst werden, daß die Leiter mit sehr unterschiedlichen Potentialen voneinander entfernt angeordnet werden und daß zwischen ihnen ein Isoliermittel wie z. B. Öl vorgesehen wird, das gleichzeitig als Kühlflüssigkeit dient. Damit ergeben sich Vorrichtungen mit großen Ausmaßen, die viel Raum beanspruchen.
• Ferner werden Röntgenröhren mehr und mehr im Impulsbetrieb mit immer höheren Folgefrequenzen eingesetzt. Bei der Schaltung von Fig. 1 bedeutet dies, daß die Primärwicklung durch eine Wechselspannung mit hoher Frequenz in der Größenordnung von mehreren Zig KHz versorgt wird. Unter diesen neuen Betriebsbedingungen werden die Leistungen der Schaltung von Fig. 1 durch die Störkapazitäten und -induktionen der Leiter und der Wicklungen des Transformators begrenzt, deren Werte schwierig festzustellen und zu kompensieren sind.
• Die Schrift US-A-3 541 424 beschreibt eine Hochspannungs- Versorgungsvorrichtung für Röntgenröhren, die aus einem Volumen besteht, in dem sich ein Transformator mit mindestens einer Primärwicklung, mehreren Sekundärwicklungen und einem Magnetkreis befindet, wobei die beiden Ausgangsanschlüsse von jeder der genannten Sekundärwicklungen mit einer Gleichrichter-Verdoppler-Schaltung verbunden sind, die aus zwei Dioden und zwei Filterkondensatoren besteht, wobei die genannten Gleichrichter-Verdoppler-Schaltungen dergestalt miteinander verbunden sind, daß sich ihre Ausgangsspannungen addieren, und wobei ein geschlossener Behälter das genannte Volumen in einem Isolier- und Kühlmittel einschließt.
• In der Patentanmeldung EP-A-0 381 580, die dem Stand der Technik entspricht, wie er in Paragraph 54(3) CBE definiert ist, und den Titel trägt: "DISPOSITIF D'ALIMENTATION HAUTE TENSION POUR TUBE A RAYONS X", beschrieb der Anmelder eine Stromversorgungsvorrichtung, bei der durch die Positionen der verschiedenen Elemente zueinander die Tendenz vorhanden ist, daß die Störkapazitäten und -induktionen auf ein Minimum reduziert werden, und dazu beigetragen wird, daß der Raumbedarf der Gesamtanordnung verringert wird, wobei gleichzeitig ein sehr einfacher Aufbau gewährleistet ist.
• Ferner hat durch die Ausführung des Sekundärkreises als konzentrische Wicklungen lediglich die Störkapazität zwischen der ersten Sekundärwicklung und der Masse eine Auswirkung, da die anderen Störkapazitäten zwischen den Sekundärwicklungen sich aufgrund ihrer Wechselspannung nicht störend bemerkbar machen.
• Zur Begrenzung der Längen der Verbindungsleiter, die die Ausgangsanschlüsse B1 bis B24 der Sekundärwicklungen S1 bis S12 einerseits mit den Dioden D1 bis D24 und andererseits mit den Kondensatoren C1 bis C24 verbinden, sieht die in der obengenannten Patentanmeldung beschriebene Erfindung an erster Stelle die Ausführung von Sekundärwicklungen vor, deren gleichartige Ausgangsanschlüsse mit ungerader Rangzahl B1, B3 ... B23 auf einer ersten seitlichen Seite der Wicklungen angeordnet sind, während die Ausgangsanschlüsse mit gerader Rangzahl B2, B4 ... B24 auf der anderen oder zweiten seitlichen Seite der Sekundärwicklungen angeordnet sind.
• Sodann ist vorgesehen, die Dioden D1 bis D24 auf einer Halterung zusammen anzuordnen, die auf der Seite der Ausgangsanschlüsse B1, B3 ... B23 der Sekundärwicklungen angeordnet wird. Es ist ebenfalls vorgesehen, die Kondensatoren C1 bis C24 am äußeren Umfang der Sekundärwicklungen anzuordnen und sie einerseits an die Dioden D1 bis D24 auf der ersten seitlichen Seite der Sekundärwicklungen und andererseits an die Ausgangsanschlüsse B2, B4 ... B24 auf der anderen oder zweiten seitlichen Seite der Sekundärwicklungen anzuschließen.
• Diese besondere Anordnung der verschiedenen Elemente geht näher aus der Beschreibung der Figuren 2 und 3 hervor, in denen die Elemente, die identisch mit denen von Fig. 1 sind, die gleichen Bezugszeichen tragen.
• Die Vorrichtung besteht aus zwei Halbschalen 20 und 21, in denen Aufnahmen zur Anordnung der Primärwicklung 12, der Sekundärwicklungen 51 bis 512, der Kondensatoren C1 bis C24 und der Dioden D1 bis D24 vorgesehen sind. Dazu weist jede Halbschale 20 (bzw. 21) um einen zylindrischen zentralen Teil 25 (bzw. 29) herum drei ringförmige Fächer 22, 23 und 24 (bzw. 26, 27, 28) auf.
• Das erste ringförmige Fach 22 (bzw. 26) befindet sich am Außenumfang des zentralen Teils 25 (bzw. 29), während das zweite ringförmige Fach 23 (bzw. 27) sich am Außenumfang des ersten ringförmigen Abteils 22 (bzw. 26) befindet. Das dritte ringförmige Fach 24 (bzw. 28) ist seitlich von den beiden ersten 22 und 23 (bzw. 26 und 27) angeordnet und ist von ihnen durch Trennwände 30 und 31 (bzw. 32 und 33) getrennt, die Bohrungen aufweisen.
• Die zentralen Teile 25 und 29 sind vorgesehen, um insbesondere die Primärwicklung 12 und einen Schenkel 34 des Magnetkreises 35 des Transformators 10 aufzunehmen. Die ersten ringförmigen Fächer 22 und 26 sind vorgesehen, um die Sekundärwicklungen 13 aufzunehmen, die konzentrisch auf einen Kern 36 gewickelt sind. Der äußere Umfang des Kerns 36 ist durch einen Deckel verschlossen, der aus einem zylindrischen Ring 37 besteht. Der Kern 26 und sein Deckel 37 fügen sich in die Fächer 22 und 26 ein. Die zweiten ringförmigen Fächer 23 und 27 weisen 24 Zellen A1, A2, A3 ... A14, A15, A16 ... A24 auf, die dazu vorgesehen sind, die 24 Kondensatoren C1 bis C24 aufzunehmen.
• Das dritte Fach 24 der Halbschale 20 ist dazu vorgesehen, die Dioden D1 bis D24 aufzunehmen und sie untereinander, mit den Kondensatoren C1 bis C24 sowie mit bestimmten Ausgangsanschlüssen der Sekundärwicklungen S1 bis S12 zu verbinden. Diese Anordnung wird unten unter Bezugnahmne auf Fig. 4 beschrieben.
• Das dritte Fach 28 der Halbschale 21 ist dazu vorgesehen, die verschiedenen Verbindungen zwischen bestimmten Ausgangsanschlüssen der Sekundärwicklungen S1 bis S12 und den Kondensatoren C1 bis C24 herzustellen, wie dies unten unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben wird.
• Jedes ringförmige Fach 24 bzw. 28 ist mit einem ringförmigen Deckel 40 bzw. 41 verschlossen, der auf den äußeren Rand des entsprechenden Fachs aufgesteckt wird.
• Damit der Magnetkreis 35 in der Nähe der Sekundärwicklungen angeordnet werden kann, ist der Rand jeder Halbschale 20 (bzw. 21) durch eine Aussparung 42 (bzw. 43) unterbrochen, und ebenso ist es bei jedem Deckel 40 (bzw. 41). Durch eine derartige Aussparung kann ein Schenkel des genannten Magnetkreises geführt werden.
• Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Dioden D1 bis D24 auf einer gedruckten Schaltung in Form eines Ausschnitts einer ringförmigen Platte angeordnet, die deren Verbindungen untereinander, mit einem Ende der Kondensatoren C1 bis C24 sowie mit den Ausgangsanschlüssen B1, B3 ... B23 entsprechend dem Schaltschema von Fig. 1 herstellt. Auf diese Weise ist beispielsweise die Diode D1 mit ihrer Kathode an dem Anschluß B1 der Wicklung S1 und mit ihrer Anode an einem Ende des Kondensators C1 angeschlossen. Ferner ist der Anschluß B1 mit der Anode der Diode D2 verbunden, deren Kathode einerseits xnit der Anode der Diode D3 und andererseits mit einem Ende der Kondensatoren C2 und C3, mit letzterem über einen gedruckten Leiter CI1, verbunden ist. Es ist zu bemerken, daß die anderen gedruckten Leiter CI2 bis CI11 die anderen gemeinsamen Anschlüsse der zu D2, D3 äquivalenten Dioden mit den zu C3 äquivalenten Kondensatoren verbinden.
• Fig. 5 ist eine Draufsicht mit Teilausbruch des Deckels 41 auf die andere Seite der Sekundärwicklungen. In dieser Figur wurden nur die Verbindungsleiter CC5 bis CC10 zwischen den Anschlüssen B6, B8 und B10 sowie die damit verbundenen Kondensatoren (C5, C6), (C7, C8) und (C9, C10) dargestellt. Selbstverständlich können diese Leiter CC5 bis CC10 als Leiter einer gedruckten Schaltung analog zu der gedruckten Schaltung 38 ausgeführt sein, die die Dioden trägt, oder als Leisten.
• In Fig. 5 sind auch drei der vier Schenkel des Magnetkreises 35 dargestellt, von denen einer in der Aussparung 43 angeordnet ist.
• Die verschiedenen soeben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschriebenen Elemente werden durch Ineinanderstecken zusammengesetzt und durch Verbindungselemente dergestalt zusammengehalten, daß die Gesamtanordnung entsteht, die in Fig. 6 im Teilschnitt dargestellt ist.
• Die Verbindungselemente, die in den Figuren 1 bis 5 nicht dargestellt sind, bestehen aus Gewindebolzen und Muttern wie die mit den Bezugszahlen 50, 51 und 52 (Fig. 6), wobei die Bolzen in Bohrungen 53 und 54 (Fig. 5) aufgenommen werden, die durch die Elemente von Fig. 2 auf einer Achse, die parallel zur Achse x'x liegt, hindurch verlaufen.
• Ferner sind zum Tragen und Halten des Magnetkreises 35 Platten 55 und 56 (Fig. 6) vorgesehen, wobei diese Platten durch Gewindebolzen und Muttern wie die mit den Bezugszahlen 57, 58 und 59 der Figuren 2 und 6 an den Deckeln 41 bzw. 40 gehalten werden. Diese Platten 55 und 56 sind dazu vorgesehen, jeweils einen Schenkel des Magnetkreises aufzunehmen und zu halten. So stützt die Platte 55 den Schenkel 60 des U-förmigen Teils, während die Platte 56 den Schenkel 46 des Magnetkreises hält, der die Öffnung des U verschließt.
• Die Vorrichtung von Fig. 6 ist innerhalb eines Behälters 61 (Fig. 7) angeordnet, der mit einem isolierenden Kühlfluid gefüllt ist. Dazu ist sie an einer Trageplatte 62 befestigt, die den Verschlußdeckel des Behälters 61 bildet. Die Befestigung an der Trageplatte 62 erfolgt über zwei Füße 63 und 64, die mit den Halteplatten 55 und 56 zusammenwirken, indem sie sich in die Aufnahmen (nicht dargestellt) in deren Inneren einfügen. Diese Füße 63 und 64 weisen Bohrungen wie die mit der Bezugszahl 65 auf, durch die (nicht dargestellte) Schrauben geführt werden können, die in ein Innengewinde am Verschlußdeckel 62 eingeschraubt werden können.
• Der Verschlußdeckel 62 trägt auch eine Isolierbuchse 66, die den Hochspannungs-Ausgangsanschluß der Stromversorgungsvorrichtung hält. Die anderen elektrischen Anschlüsse der Stromversorgungsvorrichtung wurden in dieser Fig. 7 nicht dargestellt.
• Trotz der deutlichen Verringerung des Raumbedarfs der Stromversorgungsvorrichtung muß der Behälter 61 ausreichend groß sein, um ein bedeutendes Kühlflüssigkeitsvolumen, ca. 15 bis 20 Liter, aufzunehmen, was zur Folge hat, daß die Hochspannungs-Netzgerät-Gesamtanordnung relativ viel Raum einnimmt.
• Diese Erfindung hat daher zur Aufgabe, eine Stromversorgungsvorrichtung für Röntgenröhren, wie in der obengenannten Patentanmeldung beschrieben, auszuführen, bei der der Behälter, der die Kühlflüssigkeit enthält, klein bemessen ist, so daß eine kompaktere und weniger schwere Gesamtanordnung erzielt wird.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Hochspannungs-Stromversorgungsvorrichtung für Röntgenröhren, wie in Anspruch 1 definiert.
• Dieser geschlossene Behälter wird aus zwei Halbschalen hergestellt, die Zellen aufweisen, um die verschiedenen Elemente der Sekundärkreise sowie weitere Elemente, die an hohe Spannungen angeschlossen sind, wie z. B. der oder die Transformatoren des Stromversorgungskreises des Fadens oder der Fäden der Kathode, einzusetzen und zu halten.
• Jede Halbschale weist zwei einander gegenüberliegende Tunnel auf, die von einer Seite zur anderen durch sie hindurch verlaufen und die im Inneren des Behälters für die Sekundärwicklungen und außerhalb des Behälters für die Primärwicklung und für den Magnetkreis als Halterung dienen.
• Weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels hervor, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, wobei
• - Fig. 1 ein herkömmliches elektrisches Schaltschema einer Hochspannungs-Stromversorgungsvorrichtung für Röntgenröhren zeigt,
• - Fig. 2 einen Teil der Stromversorgungsvorrichtung nach dem Stand der Technik in einer auseinandergezogenen Schnittansicht entlang einer Längsachse x'x zeigt, die auf der Symmetrieachse der Spulen der Transformatorwicklungen verläuft,
• - Fig. 3 eine auseinandergezogene Schrägperspektivansicht eines Teils der Elemente zeigt, aus denen die Stromversorgungsvorrichtung nach dem Stand der Technik besteht,
• - Fig. 4 eine Draufsicht des Elements zeigt, auf dem die Dioden der Schaltung von Fig. 1 angeordnet und elektrisch angeschlossen sind,
• - Fig. 5 eine Draufsicht mit Teilausbruch ist, die insbesondere die Zellen zum Einsetzen der Kondensatoren von Fig. 1 zeigt,
• - Fig. 6 die gesamte Stromversorgungsvorrichtung nach dem Stand der Technik in einer Schnittansicht entlang der Achse x'x und durch den Magnetkreis des Transformators zeigt,
• - Fig. 7 eine Perspektivansicht mit Teilausbruch von der Stromversorgungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt, wie sie in einem Fach angebracht ist, das mit Isolier- und Kühlflüssigkeit gefüllt ist,
• - Fig. 8 eine auseinandergezogene Schrägperspektivansicht der erfindungsgemäßen Hochspannungs-Stromversorgungsvorrichtung für Röntgenröhren zeigt.
• Die Figuren 1 bis 7, die im Oberbegriff verwendet wurden, um eine Hochspannungs-Stromversorgungsvorrichtung für Röntgenröhren nach dem Stand der Technik zu beschreiben, werden nicht erneut beschrieben, bilden jedoch, abgesehen von Fig. 7, einen Bestandteil der Beschreibung der Erfindung, was den besonderen Aufbau der elektrischen und magnetischen Elemente und der Verdoppler-Schaltungen des Transformators betrifft. So tragen die Elemente von Fig. 8, die identisch oder vergleichbar denen der Figuren 1 bis 6 sind, die gleichen Bezugszeichen. Es ist jedoch zu bemerken, daß die beiden Halbschalen 20 und 21 aus dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2 bis 6 zu einer einzigen Schale zusammengefaßt wurden, die in Fig. 8 mit den Bezugszahlen (20, 21) bezeichnet wurde.
• Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die in Wärme umgesetzte Energie in einer Stromversorgungsvorrichtung für Röntgenröhren etwa zu einem ersten Drittel auf den Primärkreis, etwa zu einem zweiten Drittel auf den Sekundärkreis und etwa zu einem dritten Drittel auf den Magnetkreis zurückzuführen ist, daß jedoch die Isolierprobleme durch die Hochspannung nur für die Elemente des Sekundärkreises gelten. Aus diesem Grunde ist es notwendig, ein Kühlmittel zu verwenden, das auch ein sehr gutes Isoliermittel ist, eine Eigenschaft, die zur Isolierung der Elemente des Primärkreises und des Magnetkreises nicht erforderlich ist, so daß diese daher in der freien Luft bleiben können.
• Die Erfindung betrifft daher eine Stromversorgungsvorrichtung für Röntgenröhren, bei der nur die Elemente des Sekundärkreises in einem Behälter 80 angeordnet sind, der mit einem Kühl- und Isoliermittel gefüllt ist, wobei der Behälter-so ausgebildet ist, daß er innen als Halterung für die Elemente des Sekundärkreises und außen als Halterung für die Elemente des Primärkreises und des Magnetkreises dient.
• Wie in Fig. 8 gezeigt, besteht der Behälter 80 aus zwei Halbschalen-Teilen 81 und 81', die mit Hilfe von Spannstangen (nicht dargestellt) zusammengefügt werden, welche durch Löcher wie die mit Bezugszahl 82 und 82' verlaufen, die in die Dicke der Halbschalen 81 bzw. 81' gebohrt sind. Eine nicht dargestellte Dichtung ist vorgesehen, um die Dichtigkeit des Behälters nach dem Zusammensetzen der beiden Halbschalen zu gewährleisten. Das Innere jeder Halbschale 81 und 81' ist im wesentlichen gleich ausgeführt, um als Halterung für eine bestimmte Anzahl von Elementen, insbesondere für die des Sekundärkreises zu dienen. So weist jede Halbschale 81 und 81' eine Rückwand 83 bzw. 83' sowie Seitenwände 84 bzw. 84', 85 bzw. 85', 86 bzw. 86', 87 bzw. 87' auf. Jede Rückwand 83 bzw. 83' weist im wesentlichen in der Mitte ein Loch 88 bzw. 88' zur Ausführung eines Tunnels 89 bzw. 89' auf, der durch jede Halbschale 81 bzw. 81' verläuft. Die inneren kreisförmigen Enden der Tunnel 89 bzw. 89' stoßen beim Zusammensetzen der beiden Halbschalen mit einer dazwischen angeordneten, nicht dargestellten Dichtung aneinander.
• Jede Halbschale weist eine L-förmige Aussparung 90 bzw. 90' auf, deren senkrechter Schenkel sich an der Rückwand 83 bzw. 83' befindet, während der waagerechte Schenkel sich an der Seitenwand 87 bzw. 87' befindet. Die Tiefe des senkrechten Schenkels ist geringer als die der Halbschalendicke und die Tiefe des waagerechten Schenkels ist geringer als der Abstand des Tunnels von der Seitenwand 87 bzw. 87'.
• Der Innenraum jeder Halbschale enthält Zellen zum Einsetzen und zum Halten der Elemente des Sekundärkreises und weiterer Elemente. So ist eine erste Zelle 91 bzw. 91' um den Tunnel 89 bzw. 89' herum zum Abstützen und Halten der Sekundärwicklungen 13 und der Schale (20, 21) vorgesehen, die die Kondensatoren, die Dioden und die Verbindungskreise zwischen diesen verschiedenen Elementen enthält, die sich auf den gedruckten Schaltungen befinden, die wie die Schale (20, 21) die Form eines Hufeisens hat. Eine zweite Zelle 92, die in der Halbschale 81 angeordnet ist, und eine dritte Zelle 92', die in der Halbschale 81' angeordnet ist, dienen zum Einsetzen der Hochspannungsstecker 93 bzw. 93'. Diese Stecker 93 bzw. 93' sind beide in herkömmlicher Weise mit einer Buchse ausgeführt, deren eines, geschlossenes Ende die Verbindungsstifte aufweist, die sich in der Zelle an dem Ausgangsanschluß der Sekundärwicklung befindet und deren offenes Ende zur Durchführung der Ausgangsleiter über einen Stecker dient, der in Fig. 8 nicht dargestellt ist. Die Buchse ist in einer Bohrung der Seitenwand 85 bzw. 85' mit Hilfe einer Dichtung 94 bzw. 94' und einer Platte 95 bzw. 95', die an der Seitenwand angeschraubt ist, luftdicht eingesetzt.
• Eine vierte Zelle 96, die in der Schale 81 angeordnet ist, dient zum Einsetzen eines Gefäßes 97, das mit Luft gefüllt ist, um die Dehnungen des Isolier- und Kühlmittels aufzufangen. Das Innere dieses Dehnungsgefäßes steht über eine Leitung 98 mit dem Außenbereich des Behälters in Verbindung. Eine fünfte Zelle 96', die in der Halbschale 81' angeordnet ist, dient zum Einsetzen eines Stromkreises 99 zur Spannungsmessung.
• Dieser Stromkreis 99 besteht, wie im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig. 1 angegeben, aus einem Widerstand R' und einem variablen Kondensator C', die parallel geschaltet sind, sowie einer Funkenstrecke 9'.
• Eine sechste Zelle 100 in der Halbschale 81 und eine siebte Zelle 100' in der Halbschale 81' dienen zum Einsetzen und Halten der Transformatoren 101 bzw. 101' der Stromversorgungskreise für die Fäden der Kathode der Röntgenröhre.
• Die verschiedenen soeben beschriebenen Zellen sind durch Wände wie z. B. die mit der Bezugszahl 102 voneinander getrennt, deren Formen an die der Elemente angepaßt sind, die sie halten sollen. In diesen Wänden sind Bohrungen wie z. B. die mit der Bezugszahl 103' in der Wand 102' ausgeführt, um das Ablaufen der Kühlflüssigkeit zu ermöglichen.
• Zum Füllen des aus den zwei Halbschalen 81 und 81' bestehenden Behälters 80 mit dem Isolier- und Kühlmittel sind zwei Bohrungen 104 und 104' in den Seitenwänden 85 und 85' vorgesehen und mit Verschlüssen 105 und 105' versehen.
• Es können auch weitere Einlaß- und Auslaßbohrungen für den Fall vorgesehen werden, daß ein Umwälzen der Kühlflüssigkeit vorgesehen ist.
• Nach Einbau und Verkabelung der verschiedenen Elemente des Sekundärkreises in den Halbschalen 81 und 81' werden die letzteren so zusammengesetzt, daß ein dichter Behälter entsteht, an dem außen die verschiedenen Elemente des Primärkreises und des Magnetkreises befestigt sind.
• So ist die Primärwicklung 12 innerhalb des Tunnels 89, 89' angeordnet, d. h. außerhalb des Behälters 80, während der Schenkel 34 des Magnetkreises 35 sich innerhalb der Primärwicklung 12 durch den Tunnel 89, 89' hindurch erstreckt. Der Schenkel 60 gelangt in den senkrechten Teil der Aussparung 90 und der Schenkel 44 gelangt in den waagerechten Teil der genannten Aussparung. Der vierte Schenkel 46 schließlich gelangt in den senkrechten Teil der Aussparung 90' an den Enden der Schenkel 34 und 44.
• Bei einer Ausführungsvariante kann die Primärwicklung von dem Magnetkreis selbst anstatt durch den Tunnel abgestützt werden.
• Um diese verschiedenen Elemente des Magnetkreises untereinander zu halten, sind Platten wie z. B. die mit der Bezugszahl 106, die mit der Halbschale 81 verbunden ist, vorgesehen, die an den Rückwänden 83 und 83' befestigt sind. Diese Platten dienen als Halterung für Anschlußstifte 107 der Primärwicklung. Die Platte 106 kann auch als Halterung für einen Ventilator 108 oder eine Pumpe dienen, um die Primärwicklung und den Magnetkreis zu kühlen indem unter Schub ein rasches Strömen der Luft oder eines Kühlfluids wie z. B. eines Gases innerhalb des Tunnels 89, 89' bewirkt wird.
• Die beiden Halbschalen 81 und 81' des Behälters 80 sind aus einem isolierenden Material, z. B. aus Kunststoff ausgeführt. Zur Herstellung eines elektrischen Schutzes ist die Außenwand jeder Halbschale 81 und 81' mit einer Metallumhüllung oder einer leitenden Schicht überzogen, die dergestalt ausgeführt ist, daß die im Inneren der Halbschalen angeordnete Sekundärwicklung nicht kurzgeschlossen wird. Die Metallumhüllung oder die leitende Schicht ist mit dem Massepotential verbunden.
• Das Isolier- und Kühlfluid, mit dem der Behälter 80 gefüllt ist, kann aus einem isolierenden und härtbaren Harz hergestellt werdenr das zusammen mit den beiden Halbschalen 81 und 81' die Einkapselungsform für die Elemente bilden, die sie enthalten. Ein derartiges Vorgehen erübrigt die Verwendung einer Einkapselungsform bei der Herstellung, deren Ein- und Ausbau langwierig ist.
• Die Erfindung wurde in Bezug auf ein besonderes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem nur der Behälter 80 mit einer Isolier- und Kühlflüssigkeit gefüllt wurde, wobei der Außenbereich des Behälters sich an der Luft befand. Es spricht jedoch nichts dagegen, den Behälter 80 und die Elemente, die er trägt, in einem Behälter analog zu dem Behälter 61 von Fig. 7 anzuordnen, der mit einem Kühlfluid gefüllt wäre. Eine solche Anordnung kann sowohl bei einem Behälter 80 ausgeführt werden, der mit einer Isolier- und Kühlflüssigkeit mit oder ohne Umwälzung der genannten Flüssigkeit gefüllt ist, als auch bei einem Behälter 80, der mit einem Harz gefüllt ist, wie oben angegeben.
• Die erfindungsgemäße Hochspannungs-Stromversorgungsvorrichtung weist die folgenden Vorteile auf:
• - Sie hat keinen Metallbehälter, sondern einen Behälter aus isolierendem Material, der mit einer leitenden Umhüllung oder einer leitenden Schicht überzogen ist, was eine Verringerung der Herstellungskosten zur Folge hat;
• - Das Volumen und das Gewicht des Hochspannungs-Versorgungsgeräts wurden durch eine Verringerng des Volumens der Isolier- und Kühlflüssigkeit und durch die Verwendung eines Behälters 80 aus einem isolierenden Material, z. B. aus einem Kunststoff deutlich reduziert;
• - Die von den elektrischen und magnetischen Elementen der Primär- und Sekundärkreise abgegebenen Kalorien können durch eine Umwälzung eines Kühlfluids mit oder ohne Schub abgeführt werden; diese Kühlflüssigkeit kann unterschiedlich beschaffen sein, je nachdem, ob es sich um den Sekundärkreis oder den Primärkreis handelt, so daß eine spezielle Anpassung möglich ist.

Claims (22)

1. Hochspannungs-Versorgungsvorrichtung für Röntgenröhren, bestehend aus einem Volumen (20, 21), das einen Transformator mit mindestens einer Primärwicklung (12), mehreren Sekundärwicklungen (S1 bis S12) und einem Magnetkreis (35) enthält, wobei die beiden Ausgangsanschlüsse (B1 bis B24) von jeder der genannten Sekundärwicklungen mit einer Gleichrichter-Verdoppler-Schaltung verbunden sind, die aus zwei Dioden (D1 bis D24) und zwei Filterkondensatoren (C1 bis C24) besteht, wobei die genannten Gleichrichter-Verdoppler- Schaltungen dergestalt miteinander verbunden sind, daß sich ihre Ausgangsspannungen addieren, und wobei ein geschlossener Behälter (80) das genannte Volumen in einem Isolier- und Kühlmittel einschließt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen in dem Volumen auf konzentrischen Spulen sitzen und ihre Ausgangsanschlüsse auf jeder seitlichen Seite der Spulen verteilt sind, daß die Kondensatoren auf dem äußeren Umfang der Spulen angeordnet sind und die Dioden auf einer seitlichen Seite der Spulen angeordnet sind, und daß die Primärwicklung, die konzentrisch zu den Sekundärwicklungen auf einer Spule sitzt, sowie der Magnetkreis, außerhalb des Behälters (80) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) ferner mindestens einen Transformator (101, 101') zur Stromversorgung eines Fadens der Kathode der Röntgenröhre umschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) ferner ein Dehnungsgefäß (97) für die Kühlflüssigkeit umschließt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) ferner einen Stromkreis (99) zur Messung der Hochspannung umschließt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) ferner Hochspannungsstecker (93, 93') umschließt, die durch Bohrungen in den Seitenwänden eingesetzt werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) aus zwei Halbschalen (81, 81') besteht, die Zellen zum Einsetzen und Halten der Sekundärwicklungen aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Zellen an die Formen der Elemente angepaßt sind, die sie halten, und Bohrungen (103') für das Ablaufen einer Kühl- und Isolierflüssigkeit aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Teil jeder Halbschale einen Tunnel (89, 89') aufweist, der von einer Seite zur anderen durch sie verläuft und als Halterung für die Sekundärwicklungen innerhalb des Behälters (80) sowie als Halterung für die Primärwicklung außerhalb des Behälters (80) dient.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch den Tunnel ein Schenkel (34) des Magnetkreises erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halbschale in Höhe des Tunnels Aussparungen zum Einsetzen und Halten der anderen Schenkel (44, 46, 60) des Magnetkreises aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schenkel des Magnetkreises untereinander und an den Halbschalen durch Platten (106) gehalten werden, die an ihren Wänden befestigt sind, wobei die Platten Anschlußstifte der Primärwicklung halten.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Platten eine Pumpe zum Zirkulieren eines Kühlfluids innerhalb des Tunnels hält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlfluid aus Luft besteht und die Pumpe ein Ventilator (108) ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) aus einem Isoliermaterial besteht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial ein Kunststoff ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) mit einer Metallumhüllung überzogen ist, die einen elektrischen Schutz gewährleistet, ohne die Sekundärwicklungen kurzzuschließen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) mit einer leitenden Schicht überzogen ist, die einen elektrischen Schutz gewährleistet, ohne die Sekundärwicklungen kurzzuschließen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolier- und Kühlmittel in dem Behälter (80) ein Fluid ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolier- und Kühlmittel in dem Behälter (80) ein härtbares Harz ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Behälter (61) angeordnet ist, der mit einem Kühlfluid gefüllt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlfluid in dem Behälter (61) sich von dem Isolier- und Kühlmittel in dem Behälter (80) unterscheidet.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Mittel zum Umwälzen des Isolier- und Kühlfluids aufweist, das sich in dem Behälter (61) befindet, der den Behälter (80) enthält.