DE968138C - Roentgeneinrichtung mit einem zur Regelung der Roentgenroehrenspannung hochspannungsseitig angezapften Hochspannungstransformator - Google Patents

Description

Es sind zahlreiche Röntgeneinrichtungen bekannt, bei denen die Röntgenröhrenspannung auf der Sekundärseite des Hochspannungstransformators geregelt wird. Die Hochspannungswicklung des Transformators ist hier mit einer Anzahl Anzapfungen versehen, dlie an die Konitakte eines zur Einstellung der Röhrenspannung dienenden Regelschalters geführt sind. Die Vorteile dieser sogenannten Sekundärregulierung sind bekannt. Bei den bekannten sekundärregulierten Röntgenapparaten ist es aber nachteilig, daß das Ein'Stellorgan,

das beispielsweise von Hand verstellt wird, ebenso wie das eigentliche Regelorgan, d. h. also der Regelschalter, nur stufenweise verstellbar ist. In vielen Fällen, z. B. bei den mit Überlastungsschutz versehenen Röntgeneinrichtungen, benötigt man aber ein kontinuierlich verstellbares Einstellorgan für die Röhrenspannung. Bei den bekannten Anordnungen bereitet es nun Schwierigkeiten, den stufenweise verstellbaren Regelschalter mit einem kontinuierlich verstellbaren Einstellorgan entsprechend zu verbinden.

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Die Erfindung geht von einer bekannten Röntgeneinrichtung aus, die einen zur Regelung der Röntgenröhrenspannung hochspannungsseitig angezapften Hochspannungstransformator und eine von dem Röhrenspannungseinstellorgan (z. B. Einstellhandgriff), elektrisch gesteuerte Vorrichtung aufweist, welche die entsprechende Anzapfung der Hochspannungs wickhing auswählt. Erfindungsgemäß werden die eingangs geschilderten Schwierigkeiten bei einer solchen Röntgeneinrichtung dadurch vermieden, daß das Röhrenspannungseinstellorgan (z. B. der Einstellhandgriff) kontinuierlich verstellbar ist, aus einer Kontaktbürste besteht, die kontinuierlich längs einer Reihe von Kontakten ver- *5 schiebbar ist, und eine stufenweise verstellbare Wählervorrichtung steuert, welche aus einem eine Mehrzahl von Relais aufweisenden, an sich bekannten Wähler besteht, bei welchem die Erregerstromkreise der einzelnen Relais an die von der Kontaktbürste bestrichenen Kontakte derart angeschlossen sind, daß die Wählervorrichtung eine der jeweiligen Einstellung des Röhrenspannungseinstellorgans genau oder annähernd entsprechende Anzapfung der Hochspannungswickluing des Transformators auswählt.

Wohl ist schon eine Röntgeneinrichtung bekanntgeworden, bei welcher die Regelung der Röntgenröhrenspannung auf der Primärseite des Hochspannungstransformators mittels eines Grobreglers und eines mit diesem gekuppelten Feinreglers erfolgt. Der Feinregler weist eine auf der Wicklung verschiebbare Kontaktbürste auf, die mittels einer Spindel von einem Antriebsmotor verstellt wird, welch letzterer auch durch ein Schrittschaltwerk ersetzt werden kann. Der Feinregler steuert über ein Nockenrad den Grobregler, so daß sich eine praktisch stufenlose Regelung auf der Primärseite des Hochspannungstransformators ergibt. Die Steuerung des Antriebsmotors erfolgt bei dieser bekannten Einrichtung mittels eines Schalters, der so lange in seiner Einschaltstellung gehalten werden muß, bis die gewünschte Spannung erreicht ist. Man benötigt hier also irgendeine Anzeigevorrichtung für die erreichte Spannung, damit der Bedienende weiß, wann er den Schalter wieder ausschalten muß. Statt eines solchen Schalters kann auch bei der bekannten Einrichtung ein drehbarer Kurbelschalter vorgesehen sein, der über einer Spannungsskala verschiebbar ist. Möglich wird die Verwendung dieses Kurbelschalters in Verbindung mit einem Potentiometer oder einer Brückenschaltung mit einem polarisierten Relais als Null-Gerät bei der bekannten Einrichtung nur dadurch, daß die Spannungsregelung ebenso kontinuierlich erfolgt wie die Verstellung des Kurbelschalters. Würde eine stufenweise Spannungsregelung vorgesehen sein, wie dies bei Regelung der Röntgenröhrenspannung auf der Hochspannungsseite des Transformators notwendig ist, so wäre die Verwendung des kontinuierlich verstellbaren Kurbelschalters mit der Potentiometer- oder Brückenschälteng nicht - möglich, weil dann bei der Einstellung von Spannungswerten, die zwischen zwei Stufen liegen, niemals das Brückengleichgewicht hergestellt werden kann und infolgedessen das polarisierte Relais und damit die Spannungsregelvorrichtung pendeln würde. Diese bekannte Röntgeneinrichtung weist also die wesentlichen Merkmale der Erfindung nicht auf und demgemäß auch nicht die durch sie erzielten Vorteile.

Die gleichen Unterschiede und Nachteile zeigt auch eine andere bekannte Einrichtung mit primärseitiger Spannungsregelung mit Grob- und Feinstufen, bei welcher das Regelorgan entweder von Hand oder durch einen Motor verstellt wird. In letzterem Falle erfolgt die Verstellung auch stufenweise, wobei durch besondere Mittel dafür gesorgt wird, daß der Stufenschalter nicht in einer Zwischenstellung stehenbleiben kann. Die Steuerung des Motors erfolgt mittels zweier Druckknopfschalter, die jeweils so lange gedrückt werden müssen, bis der Stufenschalter in der gewünschten Stellung steht. Schließlich ist auch noch eine Röntgeneinrichtung mit einem Apparat- und Arbeitsplatzwähler bekannt, bei welcher durch Hineinstecken eines Steckers in eine von einer Mehrzahl von Steckdosen die jeweils gewünschte Verbindung zwischen einem Apparat und einem Gerät hergestellt wird. Die Steuerung erfolgt über eine Mehrzahl von Relais, die wahlweise je nach der benutzten Steckdose erregt werden und die gewünschten Verbindungen herstellen. Ein kontinuierlich verstellbares Einstellorgan ist hier nicht vorhanden, geschweige denn ein kontinuierlich verstellbares Röhrenspannungseinstellorgan. Diese bekannte Röntgeneinrichtung hat offensichtlich mit der Röntgeneinrichtung gemäß der Erfindung nur insofern Berührungspunkte, als dort eine Mehrzahl von Relais Verwendung findet.

Die Abb. 1 zeigt einen Teil des Schaltbildes für eine gemäß der Erfindung beispielsweise ausgebildete Röntgeneinrichtung. Mit 11 ist die Primärwicklung des die Röntgenröhrenspannung liefernden Hochspannungstransformators bezeichnet, dessen Sekundärwicklung aus zwei Wicklungsteilen 120 und 12 & besteht. Die Hochspannungswicklung 12 ist also gewissermaßen in der Mitte aufgetrennt und symmetrisch zur Mitte mit einer Reihe von Anzapfungen versehen. Die Anzapfungen an der Wicklungshälfte 12 a sind mit 13 bis 17, die Anzapfungen an der Wicklungshälfte 12 b mit 18 bis 22 bezeichnet. Je nach der gewünschten Röhrenspannungshöhe wird aus jeder Wicklungshälfte eine Anzapfung, also z. B. die Anzapfung 14 und die Anzapfung 19, an Erdpotential gelegt. Zwischen den beiden freien Enden der beiden Wicklungshälften kann man- die Spannung für die Röntgenröhre abnehmen. Die Röntgenröhre selbst und die Zuleitungen sind der Einfachheit halber in der Abbildung nicht dargestellt. Die Einstellung der Röhrenspannung erfolgt mittels einer von Hand betätigten Kontaktbürste 23, die längs zweier Reihen von Kontakten 24 bis 28 und 29 bis 33 verschiebbar ist. An die Kontakte sind nun die Erregerstromkreise der einzelnen Relais eines Relais- iss Wählers angeschlossen, der zum Auswählen der

durch die Steuerung des Einstellorgans 23 bestimmten Anzapfungen an der Sekundärwicklung 12 des Hochspannungstransformators dient. Der Relaiswähler besteht aus den Relais 34 bis 38 und 39 bis 43. Die Relais 34 bis 38 sind den Anzapfungen 13 bis 17, die Relais 39 bis 43 den Anzapfungen 18 bis 22 der Sekundärwicklung 12 zugeordnet. Die Kontaktbürste 23 und die von ihr bestrichenen Kontakte

24 bis 33 sind so ausgebildet, daß immer eines der Relais 34 bis 38 mit einem der Relais 39 bis 43 erregt wird, sofern der Röntgenapparat entsprechend eingeschaltet wird. Jedes Relais besitzt einen Arbeitskontakt, der die zugeordnete Anzapfung bei Erregung des betreffenden Relais an Erdpotential

*5 anschließt. Außerdem besitzt jedes der Relais, mit Ausnahme der Relais 38 und43, einen Ruhekontakt; diese Ruhekontakte sorgen dafür, daß in den Fällen, in denen zwei nebenairaaniderliegende Kontakte, z. B. die Kontakte 25 und 26, gleichzeitig von der Kontaktbürste 23 berührt werden, nur eines der beiden an diese Kontakte angeschlossenen Relais, also in dem erläuterten Falle nur das Relais 35, anspricht. Dieses Relais öffnet nämlich in seinem Ruhekontakt den Erregerstromkreis des an den benachbarten Kontakt 26 angeschlossenen Relais 36. In der in der Abbildung dargestellten Stellung der Kontaktbürste 23 berührt diese nicht nur, wie schon oben erwähnt, die einander benachbarten Kontakte

25 und 26, sondern auch noch den Kontakt 30 der zweiten Kontaktreihe. In dieser Stellung ist also der Erregerstromkreis nicht nur für das Relais 35, sondern auch für das Relais 40 vorbereitet. Wenn also, wie im folgenden noch näher erläutert wird, die Erregerstromkreise endgültig geschlossen werden, dann sprechen in der dargestellten Stellung der Kontaktbürste 23 nur die Relais 35 und 40 an und legen mittels ihrer Arbeitskontakte die Anzapfungen 14 und 19 an Erdpotential. Wenn die Kontaktbürste 23 zwecks Erniedrigung der Röhrenspannung nach oben verschollen wird, dann verläßt sie den Kontakt 25, so daß lediglich die Kontakte

26 und 30 von ihr berührt werden. Da beim Einschalten das Relais 35 nicht wie vorher erregt wird, wird jetzt also der Erregerstromkreis für die Relais 36 und 40 geschlossen und damit die Anzapfungen 15 und 19 an Erdpotential gelegt. Verschiebt man die Kontaktbürste 23 weiter nach oben, so wird sie gleichzeitig die Kontakte 30 und 31 sowie den Kontakt 26 berühren. In diesem Falle werden ebenso wie oben beschrieben die Relais 36 und 40 erregt. Das Relais 41 kann nicht ansprechen, weil sein Erregerstromkreis an dem Ruhekontakt des Relais 40 geöffnet wird. Verschiebt man die Bürste 23 noch weiter nach oben, so berührt sie lediglich die Kontakte 26 und 31, so daß die Relais 36 und 41 erregt werden und damit die Anzapfungen 15 und 20 an Erdpotential gelegt werden. In der entsprechenden Weise erfolgt die Einschaltung der übrigen Relais beim Weiterverschieben der Kontaktbürste 23 nach oben oder unten. Die Erregerstromkreise der Relais des Relaiswählers, deren Erregerstromkreise entsprechend der Einstellung der Kontaktbürste 23 vorbereitet sind, erfolgt durch Schließen eines Kontaktes 44, der an dem Aufnahmesdhütz 45 angebracht ist. Das Aufnahmeschütz 45 steuert außerdem noch einen doppelpo/ligen Schalter 46, durch den die Primärwicklung 11 des Hochspannungstransformators an die Netzleitungen 47 angeschlossen wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Kontakt 44 eine kurze Zeit vor dem Schließen des Schalters 46 geschlossen wird, um den Relaiswähler kurz vor dem Anlegen der Spannung an den Transformator entsprechend zu betreiben. Das Aufnahmeschütz 45 wird in üblicher Weise über den Kontakt eines Zeitrelais oder Zeitschalters 48 eingeschaltet, wenn der Röntgenkreishauptschalter 49 aus der Aufnahmevorbereitungsstellung 40 in die Aufnahmestellung 41 umgelegt wird. In der Abbildung ist der Röntgenkreishauptschalter 49 in der Aufnahmevorbereitungsstellung 40 stehend gezeichnet.

In der Aufnahmevorbereitungsstellung 40 ist ein Schütz 50 erregt, welches an seinem Kontakt 51 für die Röntgenaufnahme notwendige Hilfsstromkreise schließt und außerdem zwei Ruhestromkontakte 52, 53 öffnet. Diese Kontakte werden erst geschlossen, wenn der Röntgenkreishauptschalter 49 nach links auf den Durchleuchtungsbetrkb, also auf die Durchleuchtungsvorbereitungsstellung D ο und die eigentliche Durchleuchtungsstellung D1 umgeschaltet wird. Dann fällt das Relais 50 ab, und an den Kontakten 52 und 53, die dabei geschlossen werden, wird ein Erregerstromkreis für die beiden Relais 34 und 39 geschlossen, was zur Folge hat, daß die Anzapfungen 13 und 18 der Sekundärwicklung 12. des Hochspannungstransformators an Erdpotential gelegt werden. Während des ganzen Durchleuchtungsbetriebes bleiben also die' Anzapfungen 13 und 18 an Erdpotential liegen, da der Relaiswähler und das Einstellorgan 23 zur Einstellung der Röntgenröhrenspannung für die Durchleuchtung nicht benutzt werden. Die Einstellung der Röhrenspannung für Durchleuchtungen erfolgt in an sich bekannter Weise auf der Niederspannungsseite des Transformators, beispielsweise mittels eines vorgeschalteten Stufentransformators. Dieser ist in der Abbildung der Einfachheit halber nicht dargestellt und müßte zwischen die mit 54 bezeichneten Klemmen und die Netzzuleitungen gelegt werden. Man kann natürlich auch die Primärwicklung 11 des Hochspannungstranisformators mit Anzapfungen und einer entsprechenden Regelvorrichtung versehen, die dann zur Einstellung der Durchleuchtungsspannung dient. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß beim Durchleuchtungsbetrieb auch dann, wenn die Kontaktbürste 23 beispielsweise die Kontakte 25, 30 und 29 gleichzeitig berührt, nur die Relais 34 und 39 erregt sind.

Der Kontakt 44, über den die Erregerstromkreise der Relais 34 bis 43 beim Aufnahmebetrieb verlaufen, braucht nicht unbedingt von dem Aufnahmeschütz 45 betätigt zu werden, sondern kann auch an dem Schütz 50 als Arbeitskontakt angebracht werden, so daß er bereits dann geschlossen wird, wenn das Schütz 50 beim Umlegen des Röntgenkreishauptschalters 49 in die Vorbereitungssteliung

Ao anspricht. In diesem Falle werden also die betreffenden Relais des Relaiswählers gleich beim Einstellen der Kontaktbürste 23 entsprechend erregt.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Arbeitskontakte der Relais 34 bis 43 zum hochspannungsseitigen Einschalten der Röntgenröhre zu benutzen. In diesem Falle wird der Kontakt 44 von dem Aufnahmeschütz 45 in der Weise betätigt, daß zunächst der Schalter 46 geschlossen und damit die Primärwicklung des Hochspannungstransformators an Spannung gelegt wird und danach erst der Schalter 44. geschlossen wird. Die Abschaltung der Röntgenröhre erfolgt zweckmäßig durch Trennen der Primärwicklung des Hochspannungstransformators vom Netz, also niederspannungsseitig durch Öffnen der Kontakte 46. Der Kontakt 44 wird dann also erst nach Öffnen des Schalters 46 geöffnet.

In den Abb. 2 und 3 ist in zwei verschiedenen Ansichten ein Ausführungsbeispiel dafür gezeigt, wie die Relais dies Relaiswählers an der Hochspannungsspule des Transformators selbst angeordnet werden können. In diesen Abbildungen ist nur eine der beiden Wicklungshälften der Hochspannungswicklung 12 dargestellt. Diese Spule ist mit 55 bezeichnet. Sie befindet sich selbst auf einem Isolierrohr 56, welches gleichzeitig die Relais des Relaiswählers trägt, die ihren Anzapfungen zugeordnet sind. In den Abb. 2 und 3 sind beispielsweise in Abweichung von der Abb. 1 der Spule 55 neun Relais 57' zugeordnet. Ihre festen, mit den Anzapfungen verbundenen Kontakte 58 liegen dort, wo bereits durch die Spulenisolation die erforderlichen Hochspannungsabstände vorhanden sind. Die von dfen festen Kontakten 58 in die Spulen hineinführenden Leitungen sind, in Schutzrohren 59 untergebracht. Mit 60 sind die beweglichen, an den Ankern der Relais angebrachten Kontaktmesser bezeichnet, die beim Erregen der Relais an die festen Kontakte 58 herangedrückt werden. Die Ruhekontakte der Relais sind der Einfachheit halber in den Abb. 2 und 3 nicht dargestellt. Die Relais sind, wie die Abb. 2 erkennen läßt, unmittelbar nebeneinander in einer Reihe angeordnet und in dieser Richtung besonders' schmal ausgebildet, so daß für ihre Unterbringung nur sehr wenig Platz benötigt wird. Der Tragkörper 61 für die Relais ist aus Isolierwerkstoff hergestellt und so ausgebildet, daß er gleichzeitig für die Isolation der Relais gegenüber der Hoch-Spannungsspule 55 sorgt.

Bei Verwendung eines Drehstromtransformators zur_ Speisung der Röntgenröhre werden die drei Hochspannungswicklungen in an sich bekannter Weise mit Anzapfungen auf der Sternpunktseite versehen und bei der durch den Wähler erfolgenden Auswahl aus jeder der drei Hochspannungswicklungen eine Anzapfung an Erdpotential (Stern-* punkt) gelegt. Bei dieser Anordnung kann man auch zur feineren Spannungsunterteilung so vorgehen, daß bei Erhöhung bzw. Erniedrigung der Spannung die Anzapfungen der drei Phasen nicht gleichzeitig, sondern schrittweise nacheinander weitergeschaltet werden.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   ι . Röntgeneinrichtung mit einem zur Regelung der Röntgenröhrenspannung hochspannungsseitig angezapften Hochspannungstransformator und mit einer von dem Röhrenspannungseinstellorgan (z. B. Einsteilbandgriff) elektrisch gesteuerten Vorrichtung, welche die entsprechende Anzapfung der Hochspannungswicklung auswählt, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrenspannungseinstellorgan (z. B. der Einstellhandgriff) kontinuierlich verstellbar ist, aus einer Kontaktbürste besteht, die kontinuierlich längs einer Reihe von Kontakten verschiebbar ist, und eine stufenweise verstellbare Wählervorrichtung steuert, welche aus einem eine Mehrzahl von Relais aufweisenden, an sich bekannten Wähler besteht, bei welchem die Erregerstromkreise der einzelnen Relais an die von der Kontaktbürste bestrichenen Kontakte derart angeschlossen sind, daß die Wählvorrichtung eine der jeweiligen Einstellung des Röhrenspannungseinstellorgans genau oder annähernd entsprechende Anzapfung der Hochspannungswicklung des Transformators auswählt.
2. 2. Rönitgeneinrichttunig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswicklung des Transformators in an sich be- kannter Weise in der Mitte aufgetrennt und symmetrisch zur Mitte mit Anzapfungen versehen ist und daß bei der durch den Wähler erfolgenden Auswahl aus jeder Wickhingshälfte eine Anzapfung an Erdpotential gelegt wird.
3. 3. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Drehstromtransformators dessen drei Hochspannungswicklungen in an sich bekannter Weise mit Anzapfungen auf der Sternpunktseite versehen sind und daß bei der durch den Wähler erfolgenden Auswahl aus jeder der drei Hochspannungswicklungen eine Anzapfung an Erdpotential (Sternpunkt) gelegt wird.
4. 4. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Verriegelung der Relais des Relaiswählers gegeneinander, daß von den jeder Wicklungshälfte der Hochspannungswicklung zugeordneten Relais immer nur ein Relais einschaltbar ist.
5. 5. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einstellen der Röhrenspannung die Erregerstromkreise der Relais des Relaiswählers lediglich vorbereitet werden, ihr Schließen dagegen erst beim Betätigen des Röntgenkreishauptschalters erfolgt.
6. 6. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1 und S, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais des Relaiswählers als Hochspannungsschütze auegebildet sind und' bei ihrem Ansprechen den die. Röntgenröhre enthaltenden Sekundärkreis des primärseitig schon vorher an die Speisespannung angeschlossenen Transformators schließen, während die Abschaltung zweckmäßig auf der Niederspannungsseite des Transformators erfolgt.
7. 7· Röntgeneinrichtuing nach Anspruch ι und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator erst nach erfolgtem Ansprechen der Relais des Relaiswählers primärseitig an die Speteespannung angeschlossen wird und daß die Abschaltung ebenfalls auf der Niederspannungsseite des Transformators erfolgt.
8. 8. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wähler nur bei der Einstellung der Röhrenspannung für Röntgenaufnahmen benutzt wird, daß dagegen die Einstellung der Röhrenspannung für Durchleuchtungen in an sich bekannter Weise auf der Niederspannungsseite des Transformators, beispielsweise mittels eines vorgeschalteten Stufentransformators erfolgt.
9. 9. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang zur Durchleuchtung eine Anzapfung jeder Wicklungshälfte der Hochspannungswicklung des Transformators, vorzugsweise durch Erregen der betreffenden Relais des Wählers, an Erdpotential gelegt wird.
10. 10. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais des Wählers unmittelbar an der Hochspannungsspule des Transformators derart angebracht siindi, daß ihre festen, mit den Anzapfungen verbundenen Kontakte dort liegen, wo bereits durch die Spulenisolation die erforderlichen Hochspannuingsabstände vorhanden sind.
11. 11. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais unmittelbar nebeneinander in einer Reihe angeordnet und in dieser Richtung besonders schmal ausgebildet sind.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschriften Nr. 543 882, 582 671, 659^O73. 662280, 724375;

    schweizerische Patentschrift Nr. 136495.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    Θ 709 852/71 1.58