DE407433C

DE407433C - Vorrichtung zur Befestigung der Kathode an der Antikathode bei Roentgenroehren

Info

Publication number: DE407433C
Application number: DEL50863D
Authority: DE
Original assignee: JULIUS EDGAR LILIENFELD DR
Current assignee: JULIUS EDGAR LILIENFELD DR
Priority date: 1920-07-04
Filing date: 1920-07-04
Publication date: 1925-01-08

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AM 8. JANUAR 1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVi 407433 KLASSE 21 g GRUPPE 15

(L 50863

Dr. Julius Edgar Lilienfeld in Leipzig.
Vorrichtung zur Befestigung der Kathode an der Antikathode bei Röntgenröhren.

Zusatz zum Patent 407431.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juli 1920 ab. Längste Dauer: 12. Dezember 1937.

Das Patent 407431 betrifft eine besondere ', Festmachung der Quarzhalter und hinsicht-

Formgebung und Befestigung der Elektroden I lieh _y der die Verstellung der Entfernung

einer Röntgenröhre, bei der die Entladung i zwischen den Elektroden bezweckenden An-

auch bei kalter Elektrode durch hinreichend ■ Ordnung.

geringen Abstand der Elektroden erzielt wird ' Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist,

(Patent 390479). i diese im nachstehenden noch näher gekenn-

Bei der Befestigung der aus einer kon- ' zeichneten Schwierigkeiten zu beseitigen,
vexen Antikathode und einer ringförmigen. Besonders störend ist der Umstand, daß

vorzugsweise trichterförmigen Kathode be- in Röhren, welche für die Erzeugung harter

stehenden Elektroden gemäß Abb. 5 des Pa- Strahlen, also für hohe Spannungen bestimmt

tentes 407431 ergaben sich Schwierigkeiten , sind, bei der ursprünglichen Konstruktion

hinsichtlich der Spannungssicherheit und Durchschläge an den Ouarzhaltern auftreten,

und zwar vorwiegend in der Nähe ihrer Befestigungen an der trichterförmigen Kathode. Deshalb ist eine Anordnung zu schaffen, welche nach Möglichkeit die gefährdeten Stellen aus dem starken, zwischen Kathode und Antikathode herrschenden Kraftlinienfelde entfernt und sie in einen Raum verlegt, in welchem eine verhältnismäßig geringe Kraftliniendichte herrscht. Zu diesem Zwecke sind ίο die drei um I2o° Abstand voneinander entfernten, zur Befestigung des Trichters dienenden Füße (Abb. i, 2 und 3) an der konvexen, von der Antikathode A abgekehrten .Seite der Kathode K angeordnet worden. In Abb. ι und 3 ist im allgemeinen die Anordnung des Hauptpatentes beibehalten worden. Nur sind hier auf Grund der oihen angegebenen Überlegung auch die oberen Enden der Quarzhalter, welche an dem auf der Antikathode A befestigten Teller T festgemacht sind, in der gleichen Weise wie ihre kathodischen Enden an den mit B bezeichneten Stellen herumgebogen, so daß auch hier die Befestigungsstellen an der von der anderen Elektrode abgekehrten Seite des Tellers T angebiacht sind. Doch ist die Verwirklichung der Konstruktionsabänderung an den anodischen, , am Teller T 'befestigten Enden der Quarzträger nicht in so hohem Maße wichtig wie an ihren kathodischen Enden, weil aus geome- ' irischen Gründen das Feld an der anodischen Seite bedeutend schwächer ist, so daß selbst unter Anwendung der Konstruktion gemäß Abb. 5 des Hauptpatentes die Gefahr der Durchschlage hier geringer ist.

Die Befestigung der Quarzhalter an den Metallteilen erfolgt in der Weise, daß sie in die Metallteile eingeschliffen und dann vermittels Gewinde — Überfangmuttern —, wie aus der Abbildung ersichtlich, die Schliffflächen ineinander festgepreßt sind. Die Ouarzglocken G schützen die Berührungsstellen Quarz-Metall davor, daß an ihnen während des Pumpens,also bei höherem Gasinhalt, Entladung ansetzt und den Quarz zerstört. Erfahrungsgemäß genügt aber die Befestigung mit Schliff und überfangmutter nicht, um eine starre Verbindung zwischen Kathode K und Antikathode A zu gewährleisten. Dies ist sehr wesentlich, weil schon eine geringe Exzentrizität zwischen dem aktiven Kathodenrand und der Antikathode genügt, um die Ausbildung eines gleichmäßigen Brennfleckes zu stören. Eine solche \^rerrückung wird in der Regel dadurch eingeleitet, daß die beim P.umpverfahren stark erhitzten Teile infolge der Verschiedenheit der Ausdehnungskoeffizienten von Quarz : und Metall sich lockern und dann von den elektrostatiischen Kräften hin und her bewegt , werden. Der geschilderte Mangel läßt sich ' nun in erfolgreicher Weise durch Stützen 5¹ (Abb. Ij beheben, welche hakenförmig oder, wie in der Abbildung, gabelförmig ausgebildet sind. Diese Stützen werden zweckmäßig in den den aktiven Kathodenrand enthaltenden Querschnitt verlegt, da ja die Unverrückbarkeit des Randes Endzweck der ganzen Konstruktion ist. Die Stützen £ werden vorteilhafterweise aus einem Isolator, wie Glas oder , Quarz, angefertigt. Im letzten, in der Abb. 1 dargestellten Falle werden die Ouarzteile ebenso wie die Glasteile mit Nasen versehen, so daß die Befestigung der Ouarzstütze mit Hilfe einer Drahtbindung erfolgen kann. ' Abb. 2 zeigt die Anwendung des Grundsatzes, daß die auf Durchschlag beanspruchten Stellen der Quarzhalter in einem Räume von geringer Kraftliniendichte anzubringen sind, auf den Fall, daß nicht, wie in Abb. 1, die trichterförmige Kathode auf der Antikathode aufgebracht ist, ,sondern daß die drei um 120⁰ voneinander abstehenden, die Kathode tragenden Füße am äußeren Gehäuse des Rohres befestigt sind. Zu diesem Zwecke sind auf den , Ouarzstützen Schliffe .S₁, SO vorgesehen, welche in passende Glasaußenkonusse ein-, greifen. Die letzteren sind an Glasfüßen befestigt, welche ihrerseits an den mit C₁, C₂ bezeichneten Stellen mit dem Gehäuse ver-. hunden sind. Diese Verbindung kann entweder wie bei C₁ mit Hilfe von besonderen, rohrförmigen, an die Hülle von außen angesetzten Stutzen erfolgen oder wie bei C₂ mit Hilfe ähnlicher, ins Innere des Glasgehäuses hineinragender Ansätze bewirkt werden. Auch in einer anderen Weise sind die beiden skizzierten Füße zwecks Darstellung verschiedener Auisführungsformen in Abb. 2 verschieden angegeben. Der mit B₁, S₁, C₁ bezeichnete Halter ist entsprechend der Wahrung des Grundsatzes ausgestaltet, daß die Befestigungsstellen C₁ ungefähr in dem den aktiven Kathodenrand enthaltenden Querschnitte zu liegen haben, während der mit B₂, S₂, C₂ bezeichnete Halter ohne Rücksicht auf diesen Grundsatz geformt ist. Die letztere Formgebung dürfte für gewisse Zwecke, besonders λνεηη mit hohen Spannungen gearbeitet werden soll und die Schmelzstelle C₂ möglichst abseits von der größten Kraftliniendichte anzubringen ist, bevorzugt werden.

Die beschriebenen Grundsätze und Konstruktionseinzelheiten sind zwar hier für den Fall einer Röntgenröhre entwickelt worden, können aber selbstverständlich für beliebige andere Hochvakuumröhren Anwendung finden, so für Röhren, welche zur Beeinflussung elektrischer Entladungskreise, elektrischer Ventile oder als Lichtquellen dienen.

Zur .Regelung der Entfernung zwischen den beiden Elektroden erscheint es zweck-

mäßiger, nicht .wie in Abb. 5 des Hauptpatentes den ganzen Ouarzrahmen gleitend auf dem Antikathodenstiel anzuordnen, sondern, wie in Abb. 3 gezeigt, die Antikathode so einzurichten, daß sie achsial verlängert werden kann, wodurch die Entfernungsänderung auch im Falle der Konstruktion nach AbIx 2 verwirklicht werden kann. Zu diesem Zwecke wird der Antikathodenkörper, ähnlich wie -bei den bekannten wassergekühlten Antikathoden, rohrförmig hohl eingerichtet und mit Hilfe eines Platinkragens P mit dam Glasgehäuse der Röhre luftdicht verbunden. Am Antikathodenkörper ist eine oder mehrere leicht deformierbare Rippen R angeordnet. Zwischen -dieser Rippe R und dem Teller T befindet sich die Stelle B, an welcher ein inneres Metallrohr C, welches koachsial in dem Antikathodenrohre steckt, mit letzterem fest verbunden ist. Innerhalb des Rohres C ist ein starrer Metallstab 5" angeordnet, welcher an einer oder an mehreren Stellen achsial, aber um die Achse drehbar geführt ist. Dieser Stab ist am Antikathodenkopfe A mit Hilfe einer Art von Kugelgelenk D verankert, während er an einer anderen .Stelle, beispielsweise am oberen Ende des Rohres C, mit einem kräftigen Gewinde E und mit einem gezahnten Griffe F versehen ist. Wird nun /-" etwa mit Hilfe einer Schnecke gedreht, dann übt der Stab J? einen Druck oder einen Zug auf das Kugelgelenk- D aus, die deformierbare Rippe R gibt nach, so daß die Entfernung zwischen A und K je nachdem vergrößert oder verkleinert und im selben Maße die Härte der Röntgenstrahlen erhöht oder erniedrigt wird. Es ist natürlich bei der Verstellung darauf zu achten, daß die Röhre nicht an der äußeren' Glashülle, sondern an dem hervorragenden Ende des Rohres C festgehalten werde, weil sonst die Einschmelzstelle am Platinringe P Gefahr läuft, zerstört zu werden.

Die Anordnung kann gleichzeitig zum Zwecke der Wasserkühlung ausgenutzt werden, indem ein Wasserbehälter W mit dem oberen Ei:de des Rohres C verbunden wird . und durch die in der Abbildung angedeuteten öffnungen gesorgt wird, daß die Flüssigkeit bequem Zutritt zum Antikathcdenkopfe A hat. Es kann auch eine Zirkulationskühlung

, angebracht werden. Dann empfiehlt es sich, an Stelle des Stabes 5" ein starkwandiges Rohr zu nehmen, so daß das gleiche Organ die Pbertragung des Zuges auf den Antikathodenkopf A und die Wasserzufuhr zu A ' besorgt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Aus hochschmelzendem Isolierstoff (Quarz) bestehende Vorrichtung zur Befestigung der Kathode an der Antikathode bei Röntgenröhren nach Patent 407431, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorstützen an den Elektroden, hauptsächlich aber an der Kathode auf derjenigen Seite befestigt sind, welche von der anderen Elektrode abgekehrt ist, zu dem Zwecke, die Gefahr der Zerstörung der Ouarzstützen durch das um sie herrschende Hochspannungsfeld zu verringern, und daß zweckmäßig die Befestigungsstellen mit an den Isolator stützen angebrachten Ouarzglocken abzudecken sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolator-Stützen mit .Schliffen versehen sind, welche den Anschluß an Glashalter, die an der Außenhülle der Röhre befestigt sind, bewirken, und zweckmäßig die Befastigungsstellen der Glashalter am äußeren Glasgehäuse ungefähr in dem den aktiven Kathodenrand enthaltenden Querschnitte angeordnet sind.

3. Isolatorgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gestell bildenden Quarzstäbe vom äußeren Röhrengehäuse aus mit gabel- oder hakenförmigen Haltern aus Quarz oder Glas abgestützt und in einer unverrückbaren Lage festgehalten sind und zweckmäßig die Stützen in dem den aktiven Kathodenrand enthaltenden Querschnitte angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verstellung der Entfernung der Elektroden der als Hohlkörper ausgebildete Antikathodenstiel mit einer oder .mehreren Rippen versehen ist, welche die für seine Verlängerung oder Verkürzung erforderliche Deformation ermöglichen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Antikathodenstiels, aber oberhalb der Deformatioiiisrippe ein Rohr mit dem Antikathodenstiel fest verbunden ist, und daß durch Gewinde drehbar in diesem Rohre ein Stab angeordnet ist, dessen unteres Ende so mit dem Antikathodenkopfe verhunden ist, daß durch die Drehung des Stabes in diesem Gewinde eine Verlängerung oder Verkürzung der Antikathode bewirkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.