Hochspannungsentladungsröhre. Bei der Anwendung von sehr hohen Span nungen zum Betriebe von Entladungsröhren machte sich der Übelstand bemerkbar, dass sehr grosse Abmessungen für die Röhren er forderlich waren. Die Röhren wurden dadurch zerbrechlich und weil sie auch verhältnis mässig teuer sind, ist dies ein schwerwiegen der Nachteil. Die Beweglichkeit der Röhren, auf die matt besonders bei Bestrahlungsröhren Wert legt, wird durch die grossen Abmes sungen natürlich sehr beeinträchtigt.
Die Erfindung hat zum Zweck, die ge nannte Schwierigkeit zu beseitigen und die Herstellung von Entladungsröhren für sehr hohe Spannungen möglich zu machen.
In einer Hochspannungsentladungsröhre nach der Erfindung weist die das Vakuum begrenzende Wand wenigstens an einem Ende der Röhre eine die Röhrenachse zylindrisch umgebende, nach aussen offene Falte auf, die bis vor dem zwischen den Elektroden liegen den Hochspannungsgefälleraum in das Va- kuum hineinragt und mit einem isolierenden Medium gefüllt ist.
Die Hochspannungsentladungsröhre nach der Erfindung kann eine Röntgenröhre, Gleichrichterröhre, oder Korpuskularstrahlen- röhre sein und insbesondere eine solche Röhre, bei welcher die Wand in an sich bekannter Weise eineu Mittelteil aufweist, in dem keine Potentialunterschiede auftreten können. Ein solcher äquipotentialer Teil kann aus einem Metallring bestehen, an dessen Rändern die isolierenden Teile, welche die Spannungs differenzen zwischen den Elektroden auf nehmen, angeschmolzen sind. Er kann auch durch Metallbeläge gebildet werden, welche einen Teil der Glaswand elektrostatisch ab schirmen, so dass dieser Teil ein konstantes Potential hat.
Derartige Äquipotentialteile ermöglichen eine stabile Verteilung der dielektrischen Belastung der isolierenden Wandteile und gestatten dadurch, diese Wandteile für eine dieser Verteilung entsprechende Spannung herzustellen, die im allgemeinen niedriger ist als die Spannung, mit der sonst zu rechnen wäre. Es zeigt sich, dass hierbei die durch die erfindungsgemäss angeordneten Falten ermöglichte Verkürzung der Röhrenlänge grösser sein kann, als bei Röhren, deren Wand nicht durch einen Äquipotentialteil spannungsunterteilt ist.
Es ist bereits eine Röntgenröhre bekannt geworden, die einen nach aussen offenen Hohlkörper in Form einer von dem Katho denende her in das Vakuum hineinragenden Falte aufweist. In diesem Hohlkörper ist eine Blende angeordnet, die dazu dient, uner wünschte Röntgenstrahlen zu absorbieren. Der Zweck dieser bekannten Anordnung wird am besten erreicht, wenn die Blende oder die Falte selbst aus leitendem Material be. steht.
Der die Blende enthaltende Hohlkörper umgibt bei dieser bekannten Röhre die beiden Elektroden der Röntgenröhre und den da zwischen liegenden Spannungsgefälleraum. Dagegen enden bei einer Röhre nach der Erfindung die Falten vor dem Hochspan nungsgefälleraum. Würden sie diesen ganz oder teilweise umgeben, so würde eine der artige Verbesserung der Isolierfähigkeit, wie sie die vorliegende Erfindung bezweckt, nicht erreicht werden, wegen der Aufladung des Faltenrandes durch aus der Entladungsbahn heraustretende Ladungsträger.
Bei der be kannten Röhre kam diese Überlegung nicht zur Geltung, weil es bei ihr darum zu tun war, eine Strahlenblende in der Luft und auf geringem Abstande von der Strahlen quelle anzuordnen, nicht aber, um die Iso lation zu verbessern.
Auch bei andern bekannten Röhren mit einer den Spannungsgefälleraum teilweise umgebenden Falte hat diese einen andern Zweck. Sie dient dabei als Träger einer lei tenden Schicht, die sich auf der mit der Aussenluft in Berührung stehenden Seite der Glaswand befindet. Die Falten sind also bei diesen Röhren nicht isolierend. Sie können die erforderlichen Abmessungen der Röhre nicht wesentlich vermindern. Dies wird erst möglich, wenn die Falten auch an ihrer Oberfläche gut isolierend sind, und besonders, wenn in der Falte ein fester Isolator ange ordnet ist. Dieser kann mit einem innern Vorsprung versehen sein, der in die eine Elektrode tragende Stulpe hineinragt.
Wenn eine Elektrode mit einer gross flächigen Anschmelzung an der Glaswand befestigt ist und Gefahr der Zerstörung der Arrschmelzstelle durch Wärmeleitung oder Wärmeausstrahlung aus den wirksamen Tei len der Elektroden besteht, kann man die Stelle der Anglasung nach dem mit einer Falte versehenen Ende der Röhre verlegen, und diese somit weit von den Steller., an denen die Wärme entwickelt wird, entfernt halten. Bei einer Röhre, die nicht mit einer Falte versehen ist, würde man bei Anschmel- zung der Elektroden an dem Röhrenende erheblich an Isolierlänge einbüssen.
Bei einer an diesem Ende mit einer Falte versehenen Röhre liegt immer noch die ganze Isolier- länge, gemessen über die beiden Seiten der Falte, als Kriechweg zwischen der Ein schmelzung und der Peripherie.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus- führungsbeispiel einer Hochspannungsentla- dung8röhre nach der Erfindung, in Form einer Röntgenröhre mit ungekühlter Anode.
Die das Vakuum umschliessende Wand besteht aus einem Metallteil 1 und Glasteilen 2 und 3. Die Glasteile haben eine nach aussen offene, die Röhrenachse zylindrisch umge bende Falte (4 und 5), die in das Vakuum hineinragt, jedoch vor dem Spannungsgefälle- raum zwischen den Elektroden 6 und 7 en det. Sie werden dadurch nicht merklich von aus der Entladungsbahn heraustretenden Ladungsträgern getroffen.
Bei dem den Kathodentopf 7 tragenden Glasteil 3 setzt sich die Wand in üblicher Weise in einen nach innen ragenden Teil 15 fort. Der Kriechweg zwischen den Metall teilen 1 und 7 hat hier eine Länge, die mehr als das dreifache der in der Achsenrichtung gemessenen Länge des Glasteils 3 beträgt. An dem Anodenende der Röhre ist ein der artiger in das Vakuum hineinragender Wand teil nicht vorgesehen. Die Anode besteht aus einer Scheibe 9 aus hochschmelzendem Me tall, beispielsweise Wolfram, die an einem verhältnismässig dünnen Stab 10 befestigt ist. Der Stab ist seinerseits an einer Metallplatte 11 befestigt, an deren Rand die Innenwand der Falte 4 angeschmolzen ist.
Dadurch, dass die Verbindung des Glasteils 2 mit der Anode nach dem Ende der Röhre verlegt ist, wird verhindert, dass sie durch Wärme leitung aus der beim Betriebe hoch erhitzten Scheibe 9 auf eine zu hohe Temperatur ge bracht wird. Die Isolierung hat jedoch nicht darunter zu leiden, denn die gesamte Isolier- länge des Teils 2 beträgt noch immer mehr als das Doppelte der in der Längsrichtung der Röhre gemessenen Länge dieses Teils.
Durch die beschriebene Formgebung der Röhrenwand gelingt es, Röntgenröhren für 300 kV herzustellen mit einer achsialen Länge von ungefähr 30 cm.
Selbstverständlich kann die Röhre nach der Erfindung auch eine Entladungsröhre sein, die nicht einen die Entladungsbahn umgebenden, leitenden Wandteil besitzt, oder deren Glaswand einen doppelseitigen, leiten den Belag zur Bildung einer äquipotentialen Strecke hat.
Die Röhrenwand kann auch über einen so grossen Teil ihrer Länge mit einem Äqui- potentialteil versehen sein, dass die nach in nen ragenden, isolierenden Wandteile durch ihn umschlossen werden und diese Teile mit der ganzen Hochspannung belastet werden, das heisst jedes Röhrenende mit der halben Betriebsspannung, wenn beide Elektroden vom Äquipotentialteil für Hochspannung iso liert sind oder mit der ganzen Betriebsspan nung, wenn dies nur mit einer Elektrode der Fall ist.
Die Anode der Röhre kann auch gekühlt sein. Wenn die Anode die bei Röntgenröhren gebräuchliche Gestalt eines wärmeleitenden Körpers mit darin eingebetteter Auftreffplatte für die Kathodenstrahlen aufweist, wird es meistens nicht nötig sein, dass die Verbin- dung der Glaswand mit dem metallenen Träger der Anode an dem Röhrenende liegt, wie in der Zeichnung dargestellt; auch kann die Glaswand 2, ebenso wie der Teil 3, in der Zeichnung eine nach innen ragende Stulpe haben, an deren innerem Ende der metallene Anodenträger befestigt ist.
In den Falten 4 und 5 ist ein fester Iso lator (12 und 13) angeordnet. Dieser ver hindert ein Durchschlagen zwischer den ein ander gegenüberliegenden Wänden der Falte, die einen hohen Spannungsunterschied haben und nicht durch einen Vakuumraum getrennt sind, Der Isolator 13 besitzt einen innern Vor sprung 14, der in die Stulpe 15 hineinragt und ein Durchschlagen zwischen den Strom zuführungsleitungen 16 und 17 und der Wand der Stulpe 15 verhindert.
Um die Möglichkeit des Auftretens schäd licher Ionisationserscheinungen soviel wie möglich zu verhindern, kann man die unver meidlichen Zwischenräume zwischen den festen Isolatoren und der Glaswand, zwischen dem vorstehenden Teil 14 und der Drähten 16 und 17 und zwischen dem Isolator 12 und dem Stromleiter 18 der Anode mit einer isolierenden Kittmasse, vorzugsweise einer sich erhärtenden, nicht schrumpfenden Iso liermasse, auffüllen.
Wenn die Röhre in eine Schutzhülle ein gesetzt wird, die mit Stützteilen zur Auf nahme der Röhrenenden versehen ist, so sind diese und die Isolatoren 12 und 13 einander zweckmässig so anzupassen, dass sie zusam men ein Ganzes bilden. Gegebenenfalls kann man die Isolatoren 12 und 13 als Teile einer in Form eines einheitlichen Körpers herge stellten Röhrenfassung ausführen.