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Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlen. Den Gegenstand der
Erfindung bildet eine Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlen mit einem oder
mehreren Induktoren oder Hochspannungstransformatoren, die vorwiegend dazu dienen
soll, Strahlen zu erzeugen, welche für die Zwecke der Tiefentherapie geeignet sind.
Als bekannt werden dabei solche Einrichtungen vorausgesetzt, bei denen umlaufende
Schalter im Hochspannungskreis verwendet werden, die entweder im Röhrenkreis selbst
liegen oder aber in der Mitte der unterteilten Sekundärspule- des Induktors oder
zwischen den Sekundärspulen zweier Induktoren, an
ileren äufl)eren
Kleininen die Rf»*)lii,-e direkt angeschlossen wird.
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Ferner ist als bekannt eine Anordnung init Induktor init unterteilter
Sekundärwicklun-oder mit zwei Induktoren vorausgesetzt, bei Jer an Stelle des Hochspaiinungsgleichrichters
Funkenstrecken gewöhnlicher Art oder init indifferentem Gas gefüllte Funkenstrecke
in v2
gleicher Schaltungsart entweder allein oder in Verbindung init Dimpf-,ingswiderständen
veren IN
wendet werden.
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Als neu wird das Zusammenwirken eines oder mehrerer im Spannungsmittelpunkt
eines oder mehrerer Induktoren oder Hochspannungstransformatoren liegender mechanischer
Hochspannun.sschalter der vorerwähnten Art mit Funkenstrecken, Impedanzspulen und
Dämpfungswiderständen in unmittelbarer Reihenschaltung beansprucht.
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Der gewollte neue technische Effekt, fl-er durch dieses Zusammenwirken
entsteht, wird darin erblickt, daß außer der Unterdrückung !es Schließun-sstromes
eine Honiogenisierung der erzeugten Röntgenstrahlung stattfindet. ferner die, durch
den Betriebsvorgang entstehenden Schaltwellen und Hochfrequenz-,chwingungen unterdrückt
werflen. so daß eine ,chädliche Einwirkung der Stoßwellen und Oberschwingungen ausgeschlossen
ist.
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In Abb. i der Zeichnung ist eine Einrichtung gemäß der vorliegenden
Erfinching darl'estellt, bei welcher nur z#in Induktor bzw. 1-1##)clispa,inull,#str.iiisior-iiiatc#r
in Verbindung init einer Röhnu zur Anwendung gvlangt. a veranschaulicht schematisch
den Indtiktor mit ler priniaren und sekundären Bewickliiii', wobei der äußere Stromkreis
der primären Wicklun- nicht init 7ur Darstelluna -ebracht wird. b und
c sind die beiden Abteilungen Z,
der Sekundärwicklungen mit ihren vier
nachaußen geführten Polen.
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Wie aus der Polbezeiebnung in der Abbil-(Jung hervorgeht, entstehen
an den vier Kleininen der Sekundärspule Folgepole in - der Mitte, zwischen
den beiden Abteilungen entsprechend dem Spannungsmittelpunkt des
Induktoriums,
welcher gegen Erde nur eine verhältnismäßig geringe Potentialdifferenz aufweist,
also je ein +- und --Pol.
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An diese beiden Klemmen ist der inechanisch umlaufende Hochspannungsschalter
e angeschlossen, welchor entweder gesondert angetrieben werden kann oder aber mit
der Achse des benutzten, iiii Primärkreis liegenden Unterbrechers mittels einer
isolierenden upplung starr verbunden ist.
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Die umlaufende Nadel f des Hochspannungsschalters, welche zweckmäßig
an ihren Enden it Kugeln ausgestattet wird, läuft an den ruhenden S',eginenten
g, h, i,'k in sehr geringem Abstandc zwischen den iini den
Kugeln der Nadel f vorbei und wird derart eingestellt, daß während des zeitlichen
Verlatifes des Unterbrechungsimpulses der Sekundärstromkreis im Spannungsmittelpunkt
les Inluktors geschlossen und während des, zeitlichen Verlaufs des Schließungsimpulses
unterbrochen ist.
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Die Zahl der ruhenden Seamente des Hochspannungsschalters richtet
sich nach der Zahl der Unterbrechungen während einer Umdrehulig des verwendeten
mechanischen Unterbrechers. In Reihe mit dein Hochspannungsschalter liegen die Funkenstrecken
11- und 1+, zweckmäßig geschlossene Funkenstrecken mit Füllung durch indifferente
Gase, ferner die Impedanzspulen in' und i,;z2 und die Dämpfungswiderstände n' und
n2.
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Das Zusammenwirken aller dieser Organe findet in folgender Weise statt:
Der Nrchspannungsschalter hat die Aufgabe, den Schließungsstroin zu unterdrücken
und die den LTnterbrechungen im Primärkreis entsprechenden Impulse im Hochspannungskreis
während ,des zeitlichen Verlaufs der Spanntingsmaxima dieser Impulse zu schließen.
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Für sich allein verwendet würde der Hochspannungsschalter rlieser
Aufgabe nicht Genüge leisten können, da sich an den Kontakten des Schalters sogenannte
Schleppfunken bilden würden, die dein übrigen Teil des Ver-1,atifs der Unterbrechungsimpulse
entsprechen und welche verhindern würden, (laß lerliglich .die Spannungsmaxima
-- wie- aewollt - zur Wirkung gelangen, zum Zwecke, diejenigen Teile
der Spannungskurve abzuschalten, welche die weichen Komponenten in dem er-7etigt,en
Strablungsgeniisch, hervorrufen Und dadurch die angestrebte Homogenisierung illusorisch
machen würden.
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Die mit dem Hochspanmingsschalter in Reihe liegenden Gasfunkenstrecketi
haben die Aufgabe, diese Schleppfunken abzureißen, und sind zu diesem Zwecke- in
bezug auf die Entfernung zwischen Spitze und Platte der Funkenstrecken so dilnensioniert,
daß gerade der Zweck erreicht wird, anderseits aber keine Energievergeudung durch
Verlängerung der Funkenstrecken über dieses Maß hinaus, entsprechend einer Erhöhung
des inneren Widerstandes im Sekundärkreis. stattfindet.
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Würden die Funkenstrecken allein die '\,-erbindung der beiden mittleren
Klemmen der Sekundärwicklunz des Induktors bewerkstelligen, so würden sie außerdem
noch die Aufgabe haben, den Schfießungsstroirt zu unterdrücken, und müßten zu diesem
Zwecke erheblich größer gewählt werden.
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Diese Aufgabe übernimmt aber, wie vorstehend näher ausgeführt, der
umlaufende Hochspaiiiiiin.-sschalter.
Durch das Zusaininen-,virken
des Hochspannungsschalters, mit den beiden in Reihe liegenden Funkenstrecken wird
außerdem erreicht, daß die entstehenden Schaltwellen und Oberschwingungen auf ein
Mindestmaß beschränkt werden, so daß auch in dieser Beziehung die Betriebsverhältnisse
ein -Optimum iverden.
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Zum Zwecke der Unterdrückung der restlichen Oberschwingungen und Schaltwellen
sind in dem Stromkreis des Spannungsmittelpunktes des Induktors oder Hochspannungstransformators
dann noch die Dämpfungswiderständeg# und n2 und die Impedanzspulenin' und m' angebracht,
ebenfalls in Reihe mit den vorerwähnten Organen liegend.
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Die Dirnpfungswiderstände haben dabei im wesentlichen die Aufgabe,
die restliche Einwirkung der Schaltwellen auf das Induktorium zu verhüten, während:die
Impedanzspulen zur Unterdrückung der restlichen Oberschwingungen dienen.
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Auf diese Weise werden unter möglichst hohem Schutz des Induktors
besonders günstige Betriebsverhältnisse erzielt, und außerdem bewirkt das Zusammenspiel
der vorerwähnten Organe im Spannungsinittelpunkt des Hochspannungskreises eine sehr
weitgehende Homogenisierung der erzeugten Röntgenstrahlung, welche im Interesse
der Erzielung geringsten Filterverlustes bzw. ZD höchster Tiefenwirkung liegt.
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In Abb.:2 ist der Erfinduiigsgedanke bei Anwendung mehrerer Induktoren
zür Darstellung gebracht.
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Auch hier sind die Induktoren bzw. Hochspannungstransformatoren derart
ausgeführt, daß die Sekundärspule aus zwei Abteilungen besteht, so daß in der Mitte,
also im Spannungsmittelpunkt der Sekundärwicklung zwei Folgepole entstehen, an welche
derumlaufende Hochspannungsschalter mit Funkenstrecken, Dämpfungswiderständen und
Imped-anzspulen angeschlossen ist.
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In dem Ausführungsbeispiel sind die äußeren +-Pole der Sekundärspulen
der beiden verwendeten Induktoren miteinander verbun-,den, und im äußeren Kreis
der Induktoren liegt eine Röntgenröhre mit zwei Kathoden und gemeinsamer Antikathode.
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In gleicher Anordnung lassen sich natürlieh auch zwei Röntgenröhren
getrennt voneinander betreiben.
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Wie aus Abb.:2 ersichtlich, wirkt der -umlaufende Hochspannungsschalter
e bei Benutzung von mehreren Induktoren in an sich bekannter Weise auch noch als
Hochspannungsumschalter in der Weise, daß dieHochspannungsimptilse abwechselnd den
beiden Hälften der Doppelröhre bzw. den etwa ver-,vendeten beiden Röntgenröhren
zugeführt werden.
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Dabei findet das gleiche Zusammenwirken zwischen Hochspannungsschalter,
Funkenstrecken, Dämpfungswiderständen und Impedanzspulen statt, wie dies vorstehend
näher beschrieben ist, In jedem Falle, also sowohl bei Benutzung eines Induktors
als auch bei Verwendung mehrerer Induktoren, liegt die Röhre direkt an den äußeren
Klemmen des Induktors, so daß schädliche Aufladungen, Ausbildung von Hochfrequenzschwingungen
in der Röhreusw. nicht eintreten können.
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#Yürden die Organe- Hochspannungsnadelschalter, Gasfunkenstrecken,
Dämpfungswiderstände und Impedanzspulen nicht im Spannungsmittelpunkt des Hochspannungskreises
liegen, sondern ganz oder zum Teil etw-a im äußeren Kreis, so würde weder die gewollte
Wirkung eintreten, noch würdee es möglich sein, für Röntgenröhre und Induktoren
bzw. Hochspannungstransformatoren Betriebsverhältnisse für die Zwecke der Tiefentherapie
zu erzielen, die hinsichtlich der Fernhaltung von schädlichen Einflüssen auf die
Induktoren, Schaffung einer idealen Form der sekundären Strom- und Spannungskurve
und hinsichtlich der Konstanthaltung des Betriebes das Ziel erreichen, welches mit
dem Gegenstand der Erfindung - wie durch umfangreiche Versuche dargetan
- erreicht wird.