DEP0043513DA - Röntgenkopf - Google Patents

Description

Der Gegenstand der Erfindung betrifft einen Röntgenkopf, welcher um eine vertikale und eine horizontale Achse schwenkbar ist.

Die wesentlichen Merkmale des Röntgenkopfes gemäß der Erfindung sind die folgenden: die Hauptachse des Röntgenrohres liegt senkrecht zur horizontalen Schwenkachse und der Brennpunkt etwa im Schnittpunkt der Vertikal- und Horizontalachse; der Schwerpunkt des Röntgenkopfes liegt auf der horizontalen Schwenkachse; der Transformator für das Röntgenrohr umgibt mit seinem Kern den Brennpunkt des Röntgenrohres und weist eine Öffnung auf, durch welche die Röntgenstrahlen hindurchtreten können, wobei die Mittelebene des Kernes durch die horizontale Schwenkachse verläuft; die Öffnung im Kern des Transformators kann bei dem Gegenstand der Erfindung dadurch gebildet werden, daß die Lamellen des Kernteiles, welcher zwischen Röntgenrohr und Strahlenaustrittsfenster liegt, auseinandergebogen sind; in der Kernöffnung kann ein hohler Konus aus plastischem Material eingesetzt sein, welcher mit seinem weiten offenen Ende am Gehäuse, das Strahlenaustrittsfenster umgebend, befestigt ist, während sein geschlossenes Ende nahe dem Röntgenrohr liegt; die im Inneren des Gehäuses untergebrachten Elemente sind zum Ausgleich der durch Temperaturveränderungen bedingten Veränderungen im Volumen der Ölfüllung symmetrisch zur horizontalen Schwenkachse angeordnet; ein weiteres Merkmal des Röntgenkopfes gemäß der Erfindung, bei dem dessen Schwerpunkt mit dem Schnittpunkt beider Schwenkachsen zusammenfällt, besteht darin, daß der außer dem Hochspannungstransformator im Gehäuse noch unterge- brachte Glühfadentransformator in Richtung der Hauptachse des Röntgenrohres achssymmetrisch angeordnet ist.

Eine Reihe von Aufgabenstellungen liegt diesen angeführten Erfindungsmerkmalen zu Grunde. Solche Röntgenköpfe haben ein großes Verwendungsfeld, insbesondere in dem Felde der zahnärztlichen Arbeit. Das Gehäuse des Röntgenkopfes ist stromlinienförmig geformt und die zusammenarbeitenden Teile müssen so ausgebildet sein, daß der Röntgenkopf schnell und leicht in die richtige Stellung zum Patienten gebracht werden und sicher in ihr verbleiben kann. Weil die einzelnen Teile im Innern des Röntgenkopfes in einem Ölbad lagern, muß ein enger Durchlaß für die Röntgenstrahlen durch das Öl vorgesehen und es müssen Vorkehrungen getroffen sein, um das gleichmäßige Ölvolumen im Innern des Gehäuses unabhängig von den umgebenden Temperaturen sicherzustellen. Das Röntgenrohr liegt mit seiner Längsachse rechtwinklig zur Horizontalachse des Gehäuses, wobei die Anode des Röntgenrohres so angeordnet ist, daß eine Fläche gleicher Strahlenverteilung in einer Ebene liegt, die im allgemeinen parallel zur Horizontalachse verläuft.

So viel zunächst über das Wesentliche des Gegenstandes der Erfindung. Eine eingehendere Erläuterung gibt der Beschreibungsteil, welcher auf die den Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel darstellende Zeichnung verweist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht des an einer Tragsäule und unter Zwischenschaltung von Gelenkarmen lagernden Röntgenkopfes,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Kopfes und des Gelenkes, an welches er gelagert ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kopf, wobei der Verschlußdeckel des Gehäuses und das Oel und die Lagerteile des den Kopf tragenden Halters weggelassen sind,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt etwa nach den Linien 4 - 4 durch Fig. 3,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch die Mitte des Kopfendes,

Fig. 6 eine teilweise Schnittansicht nach den Linien 6-6 durch Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Kernes des Hochspannungstransformators, um insbesondere darzustellen, wie die aufeinander liegenden Lamellen des Kernes an der Vorderseite auseinandergespreizt sind, um einen Durchlaß für die Strahlen zu schaffen.

Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Röntgenkopf H an seinen Seiten mit Zapfen 5 ausgestattet, die drehbar in den Lagern 6 der Gabel 7 geführt sind. Das obere Ende des Halters 7 ist drehbar in dem horizontalen Schwenkarm 8 gelagert, der seinerseits wieder von der zusammenklappbaren Halteranordnung 9 drehbar gehalten wird. Die Halteranordnung 9 sitzt drehbar auf der Tragsäule 10. Dieser Haltermechanismus, der an sich bekannt ist, gestattet, den Kopf leicht in irgendeine gewünschte Stellung zum Patienten zu bringen.

Der Kopf H umfaßt ein annähernd ovales Gehäuse 11, welches an seiner Oberseite offen ist, und in welchem das Röntgenrohr, welches allgemein mit T bezeichnet ist, (Fig. 3 und 4) der Hochspannungstransformator TR, der Glühfadentransformator FTR und bestimmte Volumenausgleichseinheiten, die im allgemeinen mit C bezeichnet sind, untergebracht und von Öl umspült sind. Der obere Teil des Gehäuses 11 wird durch einen abdichtenden Deckel 12 abgeschlossen, der durch Schrauben 13, die in den oberen Rand des Gehäuses eingedreht sind, gehalten wird. Ein Außendeckel 14 überdeckt den Abschluß 12 und die Schrauben 13. Die Vorde4rwand des Gehäuses weist eine Fensteröffnung auf, die durch das Konusstück 15 (Tubus) überdeckt wird und durch welche die Röntgenstrahlen hindurchtreten. Das Kegelstück 15 ist in eine Gewindefassung 16 eingedreht, die mit dem Gehäuse einen Teil bildet und die Fensteröffnung umgibt. Desgleichen ist die Fensteröffnung so abgedichtet, daß durch sie kein Öl hindurchtreten kann, wie es später beschrieben werden soll.

Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß das Gehäuse sowohl als auch alle dazugehörigen Teile so konstruiert und symmetrisch angeordnet sind, daß deren Schwerpunkt in der horizontalen Schwenkachse X - X gemäß Fig. 2 liegt, wobei diese Achse durch die Drehzapfen 5 hindurchgelegt ist. Vorzugsweise liegt der Schwerpunkt nicht allein in dieser horizontalen Schwenkachse, sondern auch im Brennpunkt des Röntgenrohres bzw. de4r Anode 17 (Fig. 6). Um diesen idealen Platz für die Schwerpunktlage sicherzustellen, sind vorzugsweise sämtliche Teile der Vorrichtung im Innern des Gehäuses symmetrisch zur oben erwähnten Schwenkachse, sowohl als auch zu der Achse Y-Y (Fig. 5), welche rechtwinklig zur Achse X-X liegt und diese im Brennpunkt bzw. im Bereich der Anode schneidet, angeordnet.

Zur Erreichung dieser Symmetrie sind die Innenwand und die rückwärtigen Flächen des Gehäuses mit einem Paar Vorsprüngen 18 versehen, die gemäss Fig. 3 bis 5 eine Stütze bilden, die parallel zur Oberseite des Gehäuses verläuft, und auf denen der rechteckige lamellierte Kern 19 (Fig. 7) des Hochspannungstransformators TR gehalten wird. Die Vorsprünge 18 sind so angeordnet, dass sie die vier Ecken des Kernes unterfassen, und zwar in der Weise, dass die oben erwähnte horizontale Schwenkachse X-X des Kopfes durch die Mittelebene der vier Schenkel 19a, 19b, 19c und 19d des Transformatorkernes hindurchgeht und diese Ebene parallel zur flachen Oberfläche der Kernlamellen verläuft. Bestimmte Lamellen der Seitenschenkel 19a und 19c des Kernes sind aufeinanderfolgend von der Mitte aus gesehen verkürzt, um eine allmähliche Abstufung an den Aussenseiten der Schenkel zu erhalten. Hierdurch wird erreicht, dass der Querschnitt dieser Seitenschenkel des Kernes sich nahe zu der Form der zylindrischen Spulen 20 anpasst, die über die erwähnten Schenkel hinweggelegt sind und die Primärwicklung 21 und die Sekundärwicklung 22 des Hochspannungstransformators tragen. Der Transformator wird auf den Vorsprüngen 18 mit Hilfe von vier Zapfen 23 (Fig. 4) festgehalten, die in die Deckplatte 12 eingeschraubt sind und an ihren unteren Enden Füße 24 tragen, die nachgiebig auf die Eckteile des Transformatorkernes aufdrücken.

Die Endteile des Kernes mit der erwähnten Transformatorwicklung darauf, bilden zusammen mit dem hinteren Schenkel 19b und dem vorderen Teil 19d des Kernes einen Raum, in dem das Röntgenrohr T untergebracht werden kann, so dass es mit seiner Hauptachse Y-Y (Fig. 5) rechtwinklig zur horizontalen Schwenkachse des Kopfes steht. Insbesondere ist das Röntgenrohr so gelagert, dass diese Achsen sich im Brennpunkt auf der Anode 17 schneiden. Eine Hälfte der Lamellen des Vorderteils 19d des Kernes ist dabei gemäss Fig. 4, 5 und 7 nach oben ausgebogen, während die andere Hälfte der Lamellen nach unten gekrümmt ist, um auf diese Weise einen Durchlass zu schaffen, durch welchen die von der Anode kommenden Röntgenstrahlen hindurchtreten können. Diese Strahlen treten durch die Fensteröffnung in der Vorderfront des Gehäuses und anschliessend daran durch das vor dem Fenster sitzende Konusstück 15 hindurch.

Für den Aufbau des Röntgenrohres T und der verschiedenen dazugehörigen Teile können unterlegscheibenartige Abstandstücke 27 aus Kunststoffen zu Anwendung kommen, wobei die Spulenenden 20 durch diese Teile und durch die Frontplatte 29 und die rückwärtige Platte 30 hindurchgeführt sind. Die Platten 29 und 30, die ebenfalls aus Isoliermaterial bestehen, werden durch die Abstandstücke 27 gegen die inneren Seiten der Kernteile 19b und 19d gedrückt und so in ihrer Lage festgehalten. Die Vorderwand 29 (Fig. 5 und 6) weist eine Öffnung auf, die im Bereich der austretenden Röntgenstrahlen liegt, welche entlang der Achse R-R (Fig. 6) ausgestrahlt werden. Die Ränder der Platten 29 und 30 sind durch Verbindungsstücke 31 und 32 untereinander verbunden. Die Platten 29 und 30 mit den daran festgeschraubten Teilen 31 und 32 schliessen dabei einen Raum ein, der im Innern des Hochspannungstransformator-Kernes liegt, und in dem das Röntgenrohr T untergebracht ist. Das untere Verbindungsstück 31 ist mit einer Aussparung versehen, in die die federnden Finger eines Sprengringes 34 eingreifen. Die Öffnung dieses Federringes 34 nimmt dabei das schwach konische Endstück der Anode 35 des Röntgenrohres auf. Dabei trägt dieser Montagering 34 gleichzeitig den Ringkühler 36, welcher am Anodensystem durch nicht dargestellte Schrauben befestigt ist. Durch die Leitung 37 wird die Anodenspannung an den Ringkühler 36 herangeführt, wobei die Leitung 37 mit dem Hochspannungsende des Transformators TR verbunden ist. Das ebene Abschlußstück 32 weist eine zentrale Öffnung auf, in die die nachgiebigen Enden des oberen Montageringes 39 einfassen. Dieser Ring, der eine im Querschnitt U-förmige Gestalt aufweist, ist über den Hals des Röntgenrohres hinweggeschoben. Die eben beschriebene Anordnung ist dabei so getroffen, dass das Röntgenrohr T mit seiner Hauptachse Y-Y im rechten Winkel zur horizontalen Schwenkachse X-X des Kopfes steht.

Der Glühfadentransformator FTR sitzt auf der Oberseite des Abschlußstückes 3. Er besteht aus einem rechteckigen, lamellierten Kern mit den Schenkeln 40a, 40b, 40c und 40d, die durch Befestigungsschrauben auf der Oberseite der Platte 32 symmetrisch um die Achse Y-Y herumliegend befestigt sind. Die Primärwicklung 41 (Fig. 3) des Transformators, die an eine übliche Stromquelle angeschlossen ist, sitzt auf einer

Spule 42a aus Isoliermaterial. Diese Spule passt sich dem Transformatorschenkel 40c an, dessen Lamellen verschiedene Breite aufweisen, wie es bei den Lamellen der Transformatorteile 19a und 10c des Transformators TR der Fall war.

Die Sekundärwicklung 42 des Glühfadentransformators sitzt auf einem Spulenkörper 43 aus Isoliermaterial, der mit Aussparungen 43a versehen ist. Dieser Spulenkörper mit der daraufgewickelten Sekundärwicklung sitzt auf dem Kernteil 40a, der in seinem Umriss ähnlich ausgebildet ist, wie der Kernteil 40c. Der Spulenkörper 43 nimmt in den Aussparungen 43a die Enden der Sekundärwicklung auf. Diese sind an die Glühfadenzuführungen 44 angeschlossen, die den Heizstrom zur Kathode oder zum Glühfaden führen und die richtige Spannung an der Brennvorrichtung D des Rohres liegt.

Wie schon gesagt, ist im Innern des Kopfes ein durch die Vorrichtung und durch die Frontöffnung des Gehäuses hindurchgehender Durchlass vorgesehen, durch den das vom Röntgenrohr erzeugte Strahlenbündel hindurchgeht, wobei das Fenster gegen einen Oeldurchtritt gesichert ist. Zu diesem Zwecke ist die Vorderwand des Gehäuses im Innern der Gewindefassung 16 mit einer Schulter 45 (Fig. 5) versehen, die den Rand der erwähnten Öffnung bildet. Auf dem Rand 45 ist ein aus Kunststoff bestehender Hohlkegel 46 mit einem auf der weiten Seite des Kegels vorgesehenen Flansch 47 mit Hilfe von Schrauben unter Zwischenschaltung geeigneter Dichtungen aufgesetzt, und zwar in der Weise, dass das konische Glied mit seinem sich verjüngenden Teil in das Innere des Gehäuses hineinreicht. Hier ist es so kurvenförmig abgeschnitten, daß es dicht an die Hülle 52 an den Mantel 48 des Röntgenrohres heranreicht, und zwar in dem Teil desselben, in dem die geneigte Oberfläche der Anode 17 liegt. Durch diese Konstruktion wird die Länge des Weges der Röntgenstrahlen durch das Oelbad reduziert. Die Mittelachse R-R des konischen Gliedes verläuft rechtwinklig zur horizontalen Schwenkachse X-X des Kopfes bzw. zur Achse Y-Y des Röntgenrohres. Alle drei Achsen schneiden sich im Brennpunkt auf der Anode 17 (Fig. 5 und 6).

Das konische rohr 46 ist auf seiner Innenfläche mit einer Auskleidung 51 versehen, welche die Streuung der Röntgenstrahlenbündel begrenzt. Um die zerstreuten Röntgenstrahlen am Entweichen zu hindern, wird der Mantel 48 des Röntgenrohres im Bereich der Anode durch eine zylindrische Kunst- stoffbüchse 52 umgeben, die ebenfalls eine Auskleidung 53 aufweist. Beide Teile 52 und 53 haben sich deckende Öffnungen 52a und 53a (Fig. 5), die so angeordnet sind, dass das Bündel der Röntgenstrahlen, welches von der Anode kommt, durch diese Öffnungen und das enge Ende der konischen Büchse 46 hindurchtreten kann, um schliesslich durch das Fenster des Gehäuses und dann durch den Konus 15 hindurchzulaufen.

Dabei ist es wichtig, dass die Neigung der Anodenfläche 17 so gewählt ist, dass eine gleichmässig mit Röntgenstrahlen beschickte Fläche gebildet wird, die in einer Ebene liegt, die etwa parallel zur Horizontalachse des Gehäuses verläuft. Dies ist besonders wünschenswert, wenn Röntgenbilder von einer Horizontalreihe von Zähnen gemacht werden sollen.

Wie schon oben gesagt, ist die Vorrichtung im Innern des Gehäuses mit einem isolierenden Oel, beispielsweise Mineralöl, ausgefüllt. Das Oel wird dabei durch Öffnungen im Deckel 12 eingeführt, die durch Schrauben 60 (Fig. 4) verschlossen werden. Da das Gehäuse während des Gebrauchs wechselnden Temperaturbedingungen ausgesetzt ist, müssen Vorkehrungen getroffen sein, um die hierdurch bedingten Änderungen im Oelvolumen auszugleichen. Zu diesem ZWeck sind vier Ausgleichskörper C vorgesehen. Jeder derselben wird aus einem Wellrohr-Balgen gebildet. Das erste Paar dieser Körper 61,61 liegt parallel zur Vorderwand des Gehäuses und parallel zur Ebene des Transformatorkernes. Ein zweites Paar von Ausgleichskörpern 62 ist an der rückwärtigen Seite des Gehäuses entsprechend angeordnet. Diese Ausgleichskörper ziehen sich zusammen, wenn das Oelvolumen absinkt. Die Balgen 61 (Fig. 5) sitzen je in einem Behälter 63 bzw. 64, welche an ihren Enden (Fig. 4) durchlöchert sind, um dem Oel den Zutritt zu den Balgen zu gestatten. Die Behälter 63 und 54 werden je auf dem gekrümmten Teil des Kernes 19d mit Hilfe eines Streifens 65 festgehalten, an welchem sie angelötet sind. Dieser Streifen wird gegen Verschiebung dadurch gehalten, dass er sich zwischen die Innenwand des Gehäuses und die äussere Oberfläche des Kernschenkels 19d legt. Ausserdem ist der Streifen 65 mit einer Öffnung versehen, durch welche der konische Körper 51 hindurchgeht. Die Balgen 62 auf der anderen Seite sind in ähnlichen Behältern

69 und 70 untergebracht, die ebenfalls an ihren Enden durchbrochen sind. Diese Behälter legen sich auf Ober- und Unterseite des Kernschenkels 19b auf und sind mit einem Streifen 72 verlötet. Dieser Streifen sitzt zwischen der inneren rückwärtigen Wand des Gehäuses und der gegenüberliegenden Fläche des Kernschenkels 19b. Infolge der Anordnung der Ausgleichskörper C wird das Gehäuse fortgesetzt vom Oel voll ausgefüllt, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Oel durch die Dichtungen nach aussen gedrückt wird, wenn sich dessen Volumen ausdehnt, was sonst sehr leicht eintreten kann, wenn die normale Raumtemperatur überschritten wird. Ausserdem sind die beiden Paare von Ausgleichsbalgen und die dazugehörigen Behälter symmetrisch in bezug auf die obenerwähnte horizontale Schwenkachse als auch zur Hauptachse des Röntgenrohres angeordnet.

Claims (7)

1.) Röntgenkopf, der um eine vertikale und eine horizontale Achse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse des Röntgenrohres senkrecht zur horizontalen Schwenkachse und der Brennpunkt etwa im Schnittpunkt der Vertikal- und Horizontalachse liegt.

2.) Röntgenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Schwerpunkt auf der horizontalen Schwenkachse liegt.

3.) Röntgenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator für das Röntgenrohr mit seinem Kern den Brennpunkt des Röntgenrohres umgibt und eine Öffnung aufweist, durch die die Röntgenstrahlen hindurchtreten können, wobei die Mittelebene des Kerns durch die horizontale Schwenkachse verläuft.

4.) Röntgenkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung im Kern des Transformators dadurch gebildet ist, dass die Lamellen des Kernteils, der zwischen Röntgenrohr und Strahlenaustrittsfenster liegt, auseinander gebogen sind.

5.) Röntgenkopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kernöffnung ein hohler Konus aus plastischem Material eingesetzt ist, der mit seinem weiten offenen Ende am Gehäuse, das Strahlenaustrittsfenster umgebend, befestigt ist, während sein geschlossenes Ende nahe dem Röntgenrohr liegt.

6.) Röntgenkopf nach den Ansprüchen 2 - 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass die im Innern des Gehäuses untergebrachten Elemente zum Ausgleich der durch Temperaturänderungen bedingten Veränderungen in Volumen der Oelfüllung symmetrisch zur horizontalen Schwenkachse angeordnet sind.

7.) Röntgenkopf nach den Ansprüchen 2 - 6, dessen Schwerpunkt mit dem Schnittpunkt beider Schwenkachsen zusammefällt, dadurch gekennzeichnet, dass der ausser dem Hochspannungstransformator im Gehäuse noch untergebrachte Glühfadentransformator in Richtung der Hauptachse des Röntgenrohres achssymmetrisch angeordnet ist.