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Einrichtung zur wahlweisen Einschaltung einer der beiden
Glühkathode bei einer Röntgeneinrichtung mit einer
Doppelfokusröhre
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur wahlweisen Einschaltung einer der beiden Glühkathoden bei einer Röntgeneinrichtung mit einer Doppelfokusröhre.
Beim Durchleuchten mit Röntgenstrahlen und bei der Herstellung von Aufnahmenist die Anodenbelastung einer Röntgenröhre wesentlich verschieden. Zur annähernden Gleichhaltung der spezifischen Belastung der Anodenfläche werden Brennflecke verschiedener Grösse benutzt, die auf einfachste Weise mit Hilfe verschiedener Heizkathoden erzielbar sind. Dazu ist eine Umschaltmöglichkeit von der einen Heizkathode auf die andere erforderlich.
Nach einer bekannten Lösung wird im Röntgenröhrenmantel, der als Berührungsschutz vor hochspannungsführenden Teilen die Röntgenröhre umgibt, ein Schalter angebracht, mit dem der Heizstrom von der einen Kathode auf die andere umgeschaltet werden kann. Diese Schaltung weist gegenüber einer andern Schaltung, bei der durch Umschaltung der Primärstromkreise eines Glühstromtransformators, der mit zwei Sekundärwicklungen versehen ist, die jede für sich eine Heizkathode speisen, den Vorteil auf, dass vom Transformator zur Röntgenröhre statt drei Stromleitern für die Speisung der Kathode nur zwei Stromleiter erforderlich sind.
Besonders, wenn mehr als zwei Heizkathoden vorgesehen sind, wie dies öfters zur Herstellung von fein zeichnenden Aufnahmen mit Röntgenröhren der Fall ist, und die Elektronenstrahlen der dritten Kathode auf einem kleinstmöglichen Brennfleck konzentriert sind, ist eine Schaltungsanordnung, mit der es ermöglicht wird, einen Zufuhrdraht weniger anzuwenden, als die üblicherweise erforderliche Anzahl
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der Stelle durchgeführt werden, an der das Speisegerät oder das zugehörige Schaltpult angeordnet sind.
Die Betätigung eines Umschalters an dem Schutzmantel macht die Durchführung der erforderlichen Handhabungen weniger einfach. Ausserdem muss der Schutzmantel so eingerichtet sein, dass der Schalter von aussen her betätigt werden kann, wodurch die Bauart komplizierter wird.
Die Erfindung bezweckt, die wahlweise Einschaltung einer der beiden Glühkathoden bei einer Röntgeneinrichtung mit einer Doppelfokusröhre auf andere Weise zu ermöglichen, wobei der. erwähnte Nachteil beseitigt ist. Zur Speisung der Heizkathoden wird dabei für die eine Kathode die positive und für die andere Kathode die negative Halbwelle der speisenden Wechselspannung benutzt. Gemäss der Erfindung sind die beiden Kathoden gemeinsam mit dem einen Pol einer Spannungsquelle verbunden und steht das andere Ende jeder Kathode über gegenphasig geschaltete Gleichrichter mit dem beweglichen Kontakt eines Umschalters in Verbindung, dessen beide feststehende Kontakte je über einen von zwei in Gegenphase geschalteten Gleichrichtern mit dem andern Pol der Spannungsquelle verbunden sind.
Der Unterschied in dem zur Heizung erforderlichen Strom kann durch die Reihenschaltung eines Widerstandes mit
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einem der Heizfäden erhalten werden. In diesem Falle genügt ein gemeinsamer Heizstromtransformator für beide Heizfäden. Beide Heizfäden werden dabei direkt mit einer Klemme der Transformatorwicklung und durch die Gleichrichter und den Umschalter mit der andern Klemme verbunden. Der Heizstrom durch beide Heizfäden besteht in diesem Falle aus einer Reihe von Halbwellen des Wechselstromes.
Man kann die feststehenden Kontakte des Schalters auch über Gleichrichter mit gesonderten Heiz- stromwicklungen verbinden, deren Spannungen gleiche Phasen aber verschiedene Werte haben. Ein Ende der beiden Wicklungen ist dabei mit dem gemeinsamen Zuführungsdraht für beide Heizfäden verbunden.
Sollen vorzugsweise keine Halbwellen benutzt werden, um eine ungünstige Belastung einer Transformator- wicklung oder, im Falle gesonderter Stromquellen, beider Transformatorwicklungen zu vermeiden, so kann erfindungsgemäss eine Vierventilschaltung mit einem Transformator verwendet werden, dessen Se- kundärwicklung einen neutralen Punkt besitzt. Die feststehenden Kontakte des Umschalters können dabei über eine Vierventil-Gleichrichterschaltung mit den Enden der Wicklungen verbunden sein und der neu- trale Punkt kann an dem Stromleiter liegen, der direkt an beide Heizfäden angeschlossen ist.
Die Erfindung ermöglicht, den Umschalter in dem Speisegerät für die Röntgenröhre oder in dem zu- gehörenden Schaltpult unterzubringen, wodurch gleichzeitig mit den andern Vorbereitungen zur Herstel- lung einer Aufnahme oder zum Durchleuchten die richtige Stellung des Umschalters gewählt werden kann.
Die Umschaltung lässt sich selbsttätig durch ein Betätigungsglied durchführen, durch welches auch andere, die Art der einzuschaltenden Belastung kennzeichnende Einstellungen bewerkstelligt werden ; dies schliesst
Irrtümer aus.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1, 2 und 3 verschiedene
Schaltungsmöglichkeiten der Einrichtung nach der Erfindung und Fig. 4 schematisch ein Röntgengerät zei- gen, in dem die Einrichtung nach der Erfindung angewandt ist.
Die Heizfäden 1 und 2 einer in den Fig. 1, 2 und 3 nicht dargestellten Röntgenröhre müssen nach
Wahl an eine geeignete Spannung zumLiefern des Heizstromes angeschlossen werden können. Nach Fig. 1 ist der dazu erforderliche Heizstromtransformator mit einer Primärwicklung 3 und einer Sekundärwicklung
4 versehen. Ein Ende der Sekundärwicklung 4 ist unmittelbar durch den Leiter 5 mit einem Anschluss 6 verbunden, der ausserdem die beiden Heizfäden 1 und 2 verbindet. Das andere Ende der Sekundärwicklung
4 des Heizstromtransformators ist durch den Gleichrichter 7 mit einem feststehenden Kontakt 8 eines Um- schalters und durch einen zweiten Gleichrichter 9 gegenphasig mit einem zweiten feststehenden Kontakt
10 desselben Umschalters verbunden.
Dieser Umschalter hat weiter einen beweglichen Kontakt 11, der nach Wahl mit einem oder dem andern der beiden feststehenden Kontakte verbunden werden kann. Der bewegliche Kontakt ist mit den beiden Heizfäden durch den Leiter 12 verbunden. Dieser Leiter ist durch den Gleichrichter 13 mit dem Heizfaden 1 und durch den gegenphasig geschalteten Gleichrichter 14 mit dem Heizfaden 2 verbunden, in beiden Fällen mit denjenigen Enden dieser Heizfäden, die nicht mit dem ) Stromleiter 5 verbunden sind. In Reihe mit dem Gleichrichter 14 ist der Widerstand 15 geschaltet. In Ab- hängigkeit von der Lage des Kontaktarmes 11 wird elektrischer Strom durch den einen oder den andern
Heizfaden geführt. In der dargestellten Lage ist der Heizfaden 2 wirksam. Die Gleichrichter 7 und 14 las- sen den Strom in gleicher Richtung durch.
In der Gegenphase, in der der Gleichrichter 13 für den Strom durchlässig ist, sperrt der Gleichrichter 7 den Strom, so dass dem Heizfaden 1 kein Strom zugeführt wird.
Beim Umschalten des beweglichen Kontaktes in die gestrichelt angegebene Lage, wird der Strom wieder durch die Gleichrichter geführt, welche für den Strom in gleicher Richtung durchlässig sind, also durch die Gleichrichter 9 und 13 und darauf durch den Heizfaden 1. Der Stromweg durch den Heizfaden 2 wird dabei durch den Gleichrichter 14 gesperrt.
DerWiderstand 15 dient dazu, den Strom durch den Heizfaden 2 auf den zum Durchleuchten üblichen Wert zu beschränken, der geringer ist als der Wert zum Erhitzen des Heizfadens 1, wenn die Röntgenröhre zur Herstellung von Aufnahmen verwendet wird.
Vorzugsweise werden Trockengleichrichter, z. B. Selenzellen oder Siliciumdioden, verwendet.
Die Schaltung, in der der Widerstand 15 entbehrlich ist, ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Schaltung unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 1 nur dadurch, dass auf dem Heizstromtransformator zwei Sekundärwicklungen statt einer angebracht sind. Diese Sekundärwicklungen liefern Spannungen mit glei- cher Phase aber mit verschiedenen Werten. An einem Ende sind die beiden Wicklungen mit dem Strom- leiter 5 verbunden. Das andere Ende der Wicklung 16 ist durch den Gleichrichter 9 mit dem feststehen- den Kontakt 10 des Umschalters 11 verbunden. Diese Wicklung 16 liefert eine höhere Spannung als die
Wicklung 17, deren anderes Ende durch den Gleichrichter 7 mit dem feststehenden Kontakt 8 des Umschalters verbunden ist.
Es kann bedenklich sein, dass lediglich eine Halbwelle des Wechselstromes wirksam ist. Dieses Be-
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denken wird beseitigt durch die Schaltung nach Fig. 3, in der ein Heizstromtransformator mit einer Primärwicklung 3 und einer Sekundärwicklung 18 benutzt wird. Diese Wicklung liefert eine Spannung, die zweimal grösser ist als die maximal erforderliche Spannung und ist mit einem neutralen Punkt 19 versehen, der durch den Stromleiter 5 mit dem Anschluss 6 verbunden ist, der die beiden Heizfäden 1 und 2 verbindet. Die beiden Enden der Wicklung 18 sind mit einer Brückenschaltung 20 von Gleichrichtern verbunden, deren Stromabgriffe mit je einem der feststehenden Kontakte 8 und 10 des Umschalters verbunden sind. Der bewegliche Kontakt 11 desselben ist auf die geschilderte Weise mit den Heizfäden 1 und 2 verbunden.
Durch die Heizfäden fliesst dabei zweiphasig gleichgerichteter Strom und der Transformator wird in beiden Halbperioden belastet.
Nach Fig. 4 ist die Röntgenröhre 21 durch den Mantel 22 umgeben. Es ist üblich, letzteren aus Me- tallblech herzustellen und den Raum zwischen Röhre und Mantel mit Öl auszufüllen. Die beiden Heizfäden 1 und 2 sind schematisch angegeben. Die Röntgenröhre 21 enthält eine Anode 23. Die Röntgenstrahlen können durch das Fenster 24 im Röhrenmantel hervortreten. Durch Isolatoren 25 und 26 sind die Hochspannungskabel 27 und 28 an dem Mantel befestigt. Der Leiter 29 des Kabels 28 ist mit der Anode 23 verbunden.
Die beiden Heizfäden 1 und 2 sind gegenüber der Vorderfläche der Anode 23 angeordnet. Die Stromzuführungsdrähte sind durch die Wand nach aussen geführt. Der Leiter 5, der mit dem Anschluss 6 beider Heizfäden verbunden ist, führt unmittelbar zum Kabelende 25. Die Verbindung mit dem andern Ende des Heizfadens 1 enthält den Gleichrichter 13 und die Verbindung mit dem andern Ende des Heizfadens 2 enthält den Gleichrichter 14und den Widerstand 15. Diese Verbindungen sind in dem Stromleiter 12vereinigt, der zum Kabelende 25 führt. Das Kabel 27 enthält somit lediglich die zwei Stromleiter 5 und 12.
Das Kabel. 27 ist durch einen Isolator 39 für Hochspannung und das Kabel 28 durch einen ähnlichen Isolator 31 an der Wand 32 des Speisegerätes befestigt. In einem Metallgehäuse 32 befindet sich der Hochspannungstransformator 33. Der Leiter 29 ist mit diesem Transformator verbunden. Weiter ist in dem Gehäuse 32 der Heizstromtransformator 34 angeordnet. Der Stromleiter 5 ist sowohl mit dem Heizstromtransformator 34 als auch mit dem Hochspannungstransformator 33 verbunden. Der Stromleiter 12 enthält den beweglichen Kontakt 11 des Umschalters, dessen feststehende Kontakte 8 und 10 über die Gleichrichter 7 und 9 mit der andern Klemme 35 des Heizstromtransformators 34 verbunden sind.
Zum Umschalten des Schaltarmes 11 kann man ein gegen Hochspannung isoliertes Betätigungsorgan durch die Wand des Gehäuses 32 führen, so dass Betätigung auf der Aussenseite möglich ist.
Wenn die übrigen Betätigungsglieder des Röntgengerätes auf einem Schaltpult vereinigt sind, ist es vorzuziehen auch den beweglichen Kontakt 11 von dort her zu betätigen. Dies kann dadurch erzielt werden, dass ein elektromagnetischer Mechanismus für die Bewegung dieses Kontaktes vorgesehen wird, wobei das Betätigungsglied desselben sich auf dem Schaltpult befindet. Solche einfache Ausdehnungen erfordern jedoch keine von dem Grundgedanken der Erfindung abweichenden Änderungen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur wahlweisen Einschaltung einer der beidenGlühkathoden bei einer Röntgeneinrichtung mit einer Doppelfokusröhre, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kathoden gemeinsam mit dem einen Pol einer Spannungsquelle verbunden sind und das andere Ende jeder Kathode über gegenphasig geschaltete Gleichrichter mit dem beweglichen Kontakt eines Umschalters in Verbindung steht, dessen beide feststehende Kontakte je über einen vor. zwei in Gegenphase geschalteten Gleichrichtern mit dem an- dern Pol der Spannungsquelle verbunden sind.
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