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Fokussierungseinrichtung für Röntgenröhren Es ist vorgeschlagen worden,
bei Röntgenröhren den Magnetspalt zugleich als Austrittsfenster für die nutzbare
Strahlung zu verwenden. Bei dieser Anordnung tritt die Strahlung bei senkrecht zur
Anodenrohrachse angeordneter Anode unter einem etwa zwischen 45 und 9o° liegenden
Winkel zur Anodenrohrachse aus. Bei diesen Anordnungen ist ges erwünscht, möglichst
nahe mit dem zu untersuchenden Werkstück an den Brennfleck heranzukommen. Diese
Annäherung wird jedoch durch die zur Erregung des Magnetfeldes erforderliche Fokussierungsspule
begrenzt.
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Dieser Nachteil wird bei der Fokussierungseinrichtung nach der Erfindung
dadurch vermieden, daß der magnetische Rückschluß der auf- der dem Vakuumraum abgekehrten
Seite der Anode angebrachten Folzussierungsspule an der Seite, an der die Strahlung
durch ihn oder durch in ihm vorgesehene Öffnungen austritt, als kegel- oder pyramidenförmiger
Körper ausgebildet ist, dessen Achse etwa mit der Achse des Anodenrohres übereinstimmt.
Es können auch äquivalente, beispielsweise aus Kugelabschnitten zusammengesetzte
Kappen Verwendung finden, sofern sie das Werkstück näher an den Brennfleck heranzubringen
gestatten als ein zylindrisches Rohr vom Außendurchmesser der Spule.
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Die Abbildungen zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele
der Anordnung.
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Die Anode i ist senkrecht zur Anodenrohr-. achse am Ende des nichtferromagnetischen
Anodenrohres
2 angebracht. Zum Strahlenaustritt dient eine Reihe
von Fenstern 3. Der Vakuuniraum selbst ist durch einen aus nichtferroinagnetischem
Werkstoff oder aus einen Werkstoff mit geringer Permeabilität hergestellten Zvlinder
d. abgeschlossen. Die Strahlung tritt durch den Luftspalt der magnetischen Linse,
die durch die Teile g und 6 gebildet ist, und durch die Öffnungen im magnetischen
Rückschluß 6 aus. Der Eisenweg wird gebildet durch die aus ferromagnetischem Werkstoff
bestehenden Teile 5 bis 8, die durch die Spule i i erregt werden. Es ist unter Umständen
zweckmäßig, zur Verstärkung an den nicht zum Strahlenaustritt dienenden Teilen des
Anodenrohres aus nichtferroniagnetischem Werkstoff hergestellte Teile 9 vorzusehen.
lach dem Ausbeizen des Anodenrohres wird der Teil 6 und die mit ihm verbundenen
Teile der Spule über das Anodenrohr geschoben und an der mit dem Rohr :2 fest verbundenen
Scheibe i9 starr befestigt. Diese Anordnung gestattet es, das Anodenrohr auf dem
Umweg über die Spule und den magnetischen Rückschluß durch die bei der praktischen
Anwendung in der Regel Horizontale Apparatetischplatte 20 tragen zu lassen. Die
Scheibe 1o muß ebenfalls aus einem nichtferromagnetischen Werkstoff hergestellt
werden. Sie dient im wesentlichen dazu, dem Spulenkörper einen großen Halt zu bieten.
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Fig.2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dein
durch die Verkleinerung des Innendurchmessiers des Magnetkernes der Spule gegenüber
der in I'ig. i dargestellten Anordnung bei gleichem Außendurchmesser nicht nur ein
größerer Wickelrauin, sondern auch eine größere Feldstärke ini Innern der Röhre
erreicht wird. Bei der dargestellten Anordnung ist das dem Vakuumraum .begrenzende
Strahlenaustrittsfenster 21 topfförmig ausgebildet. Unter Umständen ist es jedoch
zweckmäßiger, es, wie in den Fig. i und 3 dargestellt, zylindrisch auszubilden.
Der magnetische Rückschluß wird durch den ferromagnetischen Teil 22 gebildet, der
im Innern einen Polschtili besitzt und vier oder mehr Strahlenaustrittsfenster.
Der Eisenweg wird gebildet durch die Teile 2:1 bis 26, die die Magnetspule umschließen.
Damit die Röhre gut ausgebeizt werden kann, sind ihr der Polschub 22 und die übrigen
zur Spule gehörenden Teile nicht fest verbunden. Nach der Fertigstellung der Röhre
wird zunächst der Teil 22 finit der Scheibe 27, die auf dem Anodenrohr festsitzt,
verschraubt, und die aus nichtferroinagnetischem Werkstoff bestehende Scheibe 23
vorzugsweise mittels Weichlötung eingesetzt. Diese Anordnung schützt das dünnwandige
Strahlenaustrittsfenster 21 vor mechanischer Beanspruchung durch die verhältnismäßig
schwere Spult. Die Spule, die vorteilhaft auf einen 1)esoncleren Spulenkasten 3o
aus isolierendem Werkstoff gebildet ist, kann initsanit den Eisenteilen 24 .bis
26 und den Spulen Kühlvorrichtung jederzeit nachträglich an der Röhre angebracht
werden. Es ist also nicht notweildig. die Spule beim Transport an der Röhre zu belassen.
Die Teile 22 und 26 müssen ut au ieinandergepaßt werden, damit an' dieser Stelle
kein Luftspalt unkontrollierbare!-Größe entsteht. Diese Verbindung kann ailstatt
über zvlindrische auch über I;onisclie oder ebene Flächen erfolgen. Zur Verkleinerung
des Luftweges ist bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung im Innern der Röhre
noch der aus ferromagnetischein Werkstoff' hergestellte Ring 3; vorgesehen. Die
Külilwasserzu- und -ableitung ist voneinander durch die Scheidewand 28 getrennt,
die nii: ihrem freien Ende in einen Schlitz des mit der Anode gut wärmeleitend verbundenen
Körpers 29 vorzugsweise aus Kupfer geschoben werden kann.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung kann das Strahlenaustrittsfenster
31 besol,-ders dünn gewählt werden, da durch die Ausbildu ng und Befestigung der
zum inagnetisehen Riickschluß dienenden Teile dafür Sorge getragen ist, daß dieser
Teil in keinem Stadium der Herstellung der Röhre überrnäßi,g beansprucht wird. Der
erfindungsgelnä ll# kegelförmig ausgebildete magnetische Rückschluß wird u. a. durch
die Teile 32 und 33 gebildet. Es sind in diesem Teil keine besohl -deren Strahlenaustrittsfenster
vorgesehen. Es ist vielmehr das Strahlenaustrittsfenster 32 aus einem ferromagnetisehen
Werkstoff möglichst hofier Permeabilität hergestellt, s,) daß es verhältnismäßig
dünn gewählt werde!-kann und daher keinen unzulässig hohen A,lteil der Strahlung
absorbiert. Diese Anordnung bietet ferner den Vorteil, daß die nutzbare Röntgenstrahlung
in allen radialen Richtungen ausgenutzt werden kann. Man ist also> beim Gebrauch
der Röhre nicht auf die einzelnen, beispielsweise vier oder sechs Fenster im magnetischen
Rückschluß wie bei den in Fig. i, 2, ,4 und 5 dargestellten Anordnungen beschränkt.
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Der den Polschuh bildende Teil 33 ist finit dem nichtferromagnetischen
Anodenrohr vorzugsweise fest verbunden. Die Kegelforen bedingt, daß auch der konische
Teil 32 des magnetischen Rückschlusses mit dem Teil 33 vor dein Befestigen auf dein
Anodenrohr 2 verbunden werden muß, falls er nicht mehrteilig hergestellt wird. Ain
anderen Ende ist der magnetische Rückschluß finit einem ferroniagnetischen Ring
38 verbunden, der zuni Tragen der Spule dient. Zur Entlastung dt°s
Strahlenaustrittsfensters
31 der Röhre dient die aus nichtferromagnetischein `-Merkstoff hergestellte
Scheibe 35, die mit den benachbarten Teilen .beispielsweise durch Weichlötung verbunden
werden kann. Der Eisenweg wird gebildet durch die Teile 33, 32, 26, 25, 36
und 34, die die Magnetspule umschließen. Der Teil 34 :grenzt bei der dargestellten
Anordnung an den Vakuumraum der Röntgenröhre an und ermöglicht daher die Vergrößerung
der magnetischen Feldstärke im Innern der Röhre.
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Um bei der Herstellung der Röhre eine Überbeanspruchung des dünnwandigen
Fensters 3i zu vermeiden, ist der Teil 34 nur verhältnismäßig kurz. gewählt und
mit dem angrenzenden ferromagnetischen Teil 36 über eine konische, ebene
oder zylindrische Fläche unter möglichster Vermeidung eines Luftspaltes lösbar verbunden.
Es ist also auch bei dieser Anordnung möglich, die Spule mit den sie umschließenden
Eisenteilen getrennt zu transportieren und nachträglich anzubringen.
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Fig.7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das den ferromagnetischen
Rückschluß bildende Fenster zugleich den Vakuumraum der Röhre begrenzt. Der aus
ferro-magnetischem Werkstoff hergestellte Polschuh 39 ist mit dem nichtferromagnetischen
Anodenrohr :2 vakuumdicht verbunden. Ihm gegenüber ist der rohrförmige ferromagnetische
Teil 4o angeordnet, der in der Mitte, vorzugsweise eingebettet in Kupfer, die Anode
i trägt. Der Eisenweg wird fortgesetzt durch die Teile 41 und 45, die die Spule
46 umschließen. Das Strahlenaustrittsfenster 45 ist auch ;bei dieser Anordnung möglichst
dünn- gewählt, um eine unerwünschte Absorption der nutzbaren Röntgenstrahlung zu
vermeiden. Zu seiner Herstellung wird deshalb vorteilhaft ein Werkstoff möglichst
hoher Permeabilität benutzt. Zur Begrenzung des Vakuumraumes dient ferner die aus
nichtferromagnetischem Werkstoff hergestellte Scheibe 47, die mit dein zentralen
Rohr 4o und dem Ring 44 aus ferromagnetischem Werkstoff vakuumdicht verbunden ist.
Die im Kasten 48 untergebrachte Spule 46 kann auch .bei dieser Anordnung geineinsam
mi , den sie umschließenden Eisenteilen 4i bis .13 und der Kühlvorrichtung transportiert
und nachträglich an der Röntgenröhre befestigt werden. Durch sorgfältige Ausbildung
der zylindrischen, konischen oder ebenen Übergangsflächen im Eisenweg ist auch bei
den voneinander lösbaren Teilen dafür Sorge getragen, daß kein unkontrollierbarer
Luftspalt veränderlicher Größe auftritt.