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Hochvakuum-Entladungsröhre.
Es hat sich gezeigt, dass solche Entladungsröhren, insbesondere Röntgenröhren, deren Entladungsraum soweit gehend entlüftet ist, dass die noch vorhandenen Luftreste den Entladungsvorgang nicht beeinflussen, beim Betrieb häufig in der Nähe des Anodenhilfselektroden- oder Antikathoden-
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aufgeladen wird, die gegen die Spannung an der Aussenseite der Röhre erhebliche Unterschiede aufweist und zum Durchschlagen der Röhre führen kann.
Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. 1 beispielsweise bei einer Hoehvakuumröhre üblicher Bauart mit Kathode 1 und Antikathode 2 schematisch den Verlauf der von der Antikathode. 2 ausgehenden Sekundärelektronen. Es ist daraus ersichtlich, dass diese punktiert angedeuteten Elektronen nahe dem. \ntikathodenhals auf die Glaswand auftreffen und dieser eine negative Ladung verleihen. Da der Vorgang der Auslösung der Sekundärelektronen nicht zu vermeiden ist, so müssen Mittel zur Beseitigung des erwähnten Übelstandes darin bestehen, die Sekundärelektronen von der Glaswandung des Röntgenrohres fernzuhalten.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass innerhalb der Röhre ein die gefährdeten Stellen der Röhrenwandung abschirmender Schutzkörper vorgesehen ist.
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führungsformen des Schutzkörpers.
Nach Fig. 2 ist an der Kathode 1 ein glockenförmiger Schutzkörper. 3 befestigt, der mit seinem Rand bis über die Ebene der Antikathode 2 hinausragt. Dieser Körper 3 besteht aus dünnem Glas oder Quarz, auf das ein Metallbelag, zweckmässig aus Tantal oder dgl. niedergeschlagen ist. Er hat dabei ungefähr die Gestalt einer halben Hohlkugel, in deren Mitte der Anthikathodenkopf 2 sich befindet.
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Elektronen, wie punktiert angedeutet, nach der Antikathode hin zurückgetrieben, so dass sie nur den Metallstiel der Antikathode oder den Antikathodenkopf, aber nicht mehr die Glaswd treffen. Die Feldverteilung hat von der Antikathode nach dem Schutzkörper hin überall angenähert gleichen Verlauf.
Besteht der Ablenkungskörper aus Metall, so wird er zweckmässig für den Durchtritt der Röntgenstrahlen mit einem Fenster versehen. Er kann dann auch entsprechend Fig. 3 derart ausgebildet sein, dass als eigentlicher Schutzkörper ein Ring 4 dient, der die Antikathode 2 in der Ebene ihres Spiegels umgibt und mittels einzelner Stützen 5 an der Kathode 1 befestigt ist.
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Stiel unschädlich zu machen, ist es zweckmässig, entsprechend Fig. 4 dem Schutzkörper ein noch den Antikathodenstiel 6 auf einer längeren. Strecke umfassenden zweckmässig zylindrischen Ansatz : j zn geben.
Fig. 4 zeigt noch eine weitere Schutzeinrichtung, die aus einem an dem. \ntikathodenstiel 6 angebrachten, schalenförmigen Körper 7 besteht. Der Schutzkörper und diese Schale bilden dann zusammen eine Art Falle für die Elektronen.
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Zur Befestigung der Schutzkörper können an Stelle der Kathode auch besondere Ansatzstutzen am Röntgenrohr dienen. Der Schutzkörper 3,4 oder 3'kann auch ausschliesslich aus einem Nichtleiter, beispielsweise aus Glas oder Quarz bestehen, der durch die vom Brennfleck der Antikathode ausgehenden Sekundärelektronen auf ein hohes negatives Potential aufgeladen wird und dann ebenso wirkt, als wenn er leitend wäre.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist an dem Antikathodenstiel 6 hinter dem Kopf der Antikathode 2 ein becherförmiger Körper 8 befestigt, der sich über die Antikathode 2 hinaus ungefähr bis in die Höhe der Kathode 1 erstreckt. Dieser Schutzkörper besteht zweckmässig ebenfalls aus Glas oder Quarz, das mit einem metallischen Überzug versehen ist. Auch kann er ganz. aus Metall gefertigt sein,
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Die Befestigung des Schutzkörpers 8 kann auch am Antikathodenkopf 2 selbst oder an einem besonderen Träger erfolgen, der an der GJaswandung angebracht, beispielsweise mit dem Träger 9 für den Antikathodenstiel 6 vereinigt ist.
In den Fig. 6 und 7 sind als Ausfahrungsbeispiele Hochvakuum-Röntgenröhren dargestellt, bei denen der Schutzkörper die Kathode und die Antikathode haubenförmig umgibt, aber nicht leitend damit verbunden ist. Er besteht vorzugsweise aus Isoliermaterial.
Nach Fig. 6 ist an die Innenwandung des Halsansatzes 10 für die Kathode 1, beispielsweise an der Stelle, an der dieser an die Glaskugel angeschmolzen ist, ein aus Hartglas gefertigter Kolben 11 von Tropfenform angeblasen. Dieser umgibt den Antikathodenkopf 2 und dessen Stiel 6 auf eine längere
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keine unmittelbare Berührung mit dem Glaskörper stattfindet.
Dadurch, dass sowohl die Kathode wie die Antikathode von dem sich beim Betrieb innen mit Elektronen beschlagenden gläsernen Schutzkörper 11 getrennt sind, wird eine den Glaskörper schädigende Jnnenentladung und Wärmeleitung vermieden.
Um zu verhüten, dass durch die an sich zwar enge Öffnung für den Antikathodenstiel im inneren Glasgefäss Sekundärkathodenstrahlen hindurchdringen, ist ein trichterfönniger Schirm l") von solcher Ausdehnung vorgesehen, dass er die Öffnung 1.'2 vollständig umfasst.
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vorgesehen.
Bei Verwendung von Quarz oder schwer schmelzbarem Glas als Baustoff für den Schutzkörper 11 endigt dieser in einem Konus 16', der auf das entsprechend gestaltete Ende eines kurzen, an den Halsansatz 10 für die Kathode angeschmolzenen Rohres 171 aufgepasst ist. Dies geschieht, da eine Verschmel- zung mit Weichglas nicht möglich ist. Eine ähnliche mechanische Verbindung erfolgt an dem anderen Ende des Schü. tzkörpers 11 bei Verwendung einer Abschlussscheibe 14 aus Quarz.
Da in vielen Fällen die Hauptgefährdung der Röhrenwand durch die Wirkung der Sekundärelektronen innerhalb des Röhrenhalses auftritt, der den Halter für die die Sekundärelektronen aussende Elektrode umgibt, genügt es für in dieser Weise gefährdete Röhren, durch den Schutzkörper den Eintritt der Sekundärelektronen in den Antikathodenstiel aufnehmenden Röhrenhals zu verhüten.
Ein Ausführungsbeispiel einer derartig geschützten Röntgenröhre zeigt Fig. 8.
An die Innenwandung des Halsansatzes 16 für die Antikathode 2 ist ein G1asdeckel 1ì angeschmolzen, der den Antikáthodenstiel 6 dicht anschliessend umgibt. Der dem Stiel anliegende Rand dieses Deckels schliesst zwar die Glaskugel und den Halsansatz nicht luftdicht voneinander ab, gleichwohl ist zur Erleichterung des Entlüften eine kleine Öffnung 18 vorgesehen, die durch einen Blech- sehirm 19, der über den Antikathodenstiel gestreift ist, abgedeckt wird. Es können auch besondere Durchbrechungen an anderen Stellen des Deckels d vorgesehen sein, die durch zweckmässig an diesem selbst angeordneten Schirm aus dem gleichen Stoff wie dieser überdeckt werden.
Der Antikathodenstiel 6 findet in dem Glasdeckel 17 einen guten Halt.
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verbleibt. Zum Zwecke, auch Berührungen von Metall-mit Glasteilen im Bereiche der Entladung zu vermeiden, ist innerhalb des Rohres 20, mit diesem in der Nähe von dessen Einschmelzstelle verschmolzen. ein zweites Rohr 23 angeordnet, das zur Befestigung der Antikathode 2 dient. Der Stiel 6 der aus Wolfram
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High vacuum discharge tube.
It has been shown that such discharge tubes, in particular X-ray tubes, whose discharge space is vented to the extent that the air residues still present do not affect the discharge process, are often in the vicinity of the anode auxiliary electrode or anti-cathode during operation.
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is charged, which has considerable differences against the voltage on the outside of the tube and can lead to the tube breaking down.
The drawing shows in Fig. 1, for example, in a high vacuum tube of conventional design with cathode 1 and anti-cathode 2 schematically the course of the anti-cathode. 2 outgoing secondary electrons. It can be seen from this that these dotted electrons are close to the. \ nticathode neck hit the glass wall and give it a negative charge. Since the process of triggering the secondary electrons cannot be avoided, means for eliminating the above-mentioned inconvenience must be to keep the secondary electrons away from the glass wall of the X-ray tube.
According to the invention, this is achieved in that a protective body which shields the endangered points of the tube wall is provided inside the tube.
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guide forms of the protective body.
According to FIG. 2, a bell-shaped protective body is attached to the cathode 1. 3 attached, the edge of which protrudes beyond the level of the anticathode 2. This body 3 consists of thin glass or quartz on which a metal coating, expediently made of tantalum or the like, is deposited. It has approximately the shape of half a hollow sphere, in the middle of which the anthicode head 2 is located.
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Electrons, as indicated by dots, are driven back towards the anticathode so that they only hit the metal stem of the anticathode or the anticathode head, but no longer the glass wall. The field distribution has approximately the same course everywhere from the anticathode to the protective body.
If the deflection body is made of metal, it is expediently provided with a window for the passage of the X-rays. It can then also be designed according to FIG. 3 such that a ring 4 serves as the actual protective body, which surrounds the anticathode 2 in the plane of its mirror and is fastened to the cathode 1 by means of individual supports 5.
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To render the handle harmless, it is useful, as shown in FIG. Extensive, expediently cylindrical approach: give j zn.
Fig. 4 shows yet another protective device, which consists of one on the. \ ntikathodenstiel 6 attached, cup-shaped body 7 consists. The protective body and this shell then together form a kind of trap for the electrons.
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Instead of the cathode, special connecting pieces on the X-ray tube can also be used to fasten the protective body. The protective body 3, 4 or 3 'can also consist exclusively of a non-conductor, for example made of glass or quartz, which is charged to a high negative potential by the secondary electrons emanating from the focal point of the anticathode and then acts as if it were conductive.
In the embodiment according to FIG. 5, a cup-shaped body 8 is attached to the anti-cathode handle 6 behind the head of the anti-cathode 2 and extends over the anti-cathode 2 approximately to the level of the cathode 1. This protective body is also expediently made of glass or quartz, which is provided with a metallic coating. He can also be whole. be made of metal,
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The attachment of the protective body 8 can also take place on the anti-cathode head 2 itself or on a special carrier which is attached to the glass wall, for example combined with the carrier 9 for the anti-cathode handle 6.
In FIGS. 6 and 7, high-vacuum X-ray tubes are shown as exemplary embodiments, in which the protective body surrounds the cathode and the anti-cathode in the form of a hood, but is not connected to it in a conductive manner. It is preferably made of insulating material.
According to FIG. 6, a bulb 11 made of hard glass in the form of a teardrop is blown onto the inner wall of the neck extension 10 for the cathode 1, for example at the point at which it is fused to the glass ball. This surrounds the anti-cathode head 2 and its stem 6 on a longer one
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there is no direct contact with the vitreous humor.
Because both the cathode and the anticathode are separated from the protective glass body 11, which is fogged up on the inside with electrons during operation, internal discharge and heat conduction that damage the glass body are avoided.
In order to prevent secondary cathode rays from penetrating through the narrow opening for the anticathode handle in the inner glass vessel, a funnel-shaped screen 1 ″ is provided with an extension such that it completely encompasses the opening 1.'2.
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intended.
When using quartz or hard-to-melt glass as a building material for the protective body 11, the latter ends in a cone 16 'which is fitted to the correspondingly shaped end of a short tube 171 fused to the neck 10 for the cathode. This happens because a fusion with soft glass is not possible. A similar mechanical connection is made at the other end of the Schü. tzkörpers 11 when using a cover plate 14 made of quartz.
Since in many cases the main endangerment of the tube wall occurs through the action of the secondary electrons inside the tube neck, which surrounds the holder for the electrode emitting the secondary electrons, it is sufficient for tubes that are endangered in this way, through the protective body, the entry of the secondary electrons into the tube neck which receives the anti-cathode shaft to prevent.
An embodiment of an X-ray tube protected in this way is shown in FIG. 8.
A glass cover 1ì is melted onto the inner wall of the neck attachment 16 for the anticathode 2 and surrounds the anticathode stem 6 tightly. The edge of this cover resting on the stem does not close the glass ball and the neck airtight from one another, nevertheless a small opening 18 is provided to facilitate ventilation, which is covered by a sheet metal screen 19 which is slipped over the anti-cathode stem. Special perforations can also be provided at other points on the cover d, which are covered by a screen made of the same material as the cover, which is expediently arranged on the cover itself.
The anti-cathode handle 6 is held securely in the glass cover 17.
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remains. For the purpose of also avoiding contact between metal and glass parts in the area of the discharge, the tube 20 is fused to it in the vicinity of its melting point. a second tube 23 is arranged, which serves to attach the anticathode 2. The stem 6 of the tungsten
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