Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit ei¬ nem die Anode und die Kathode umgebenden zylindrischen Metall¬ teil, von welchem zumindest eine der Elektroden Anode und Ka¬ thode mittels eines scheibenförmigen Keramikisolators elek¬ trisch isoliert ist, der an einem achsialen Ende des Metall¬ teils angeordnet ist.

Bekannte Röntgenröhren dieser Art weisen im Innenraum des zylindrischen Metallteils Abschirmungen auf, die derart ge¬ formt und angeordnet sind, dass das sich auf den inneriliegen- den Flächen der Keramikisolatoren ergebende elektrische Feld seiner Richtung nach von der Isolatorfläche weg gegen den Innenraum der Röntgenröhre weist. Hierdurch lässt sich weit¬ gehend verhüten, dass die von unvermeidbaren Feldemissions- Ξlektronen getroffenen Innenflächen der Keramikisolatoren sich infolge von Sekundärelektronen-Emission elektrisch aufladen und dadurch die Spannungsfestigkeit der Röntgenröhre herabge¬ setzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Röntgenröhre der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die er¬ wähnten Abschirmungen entbehrlich sind und dennoch an der Innenfläche des oder jedes Keramikisolators das elektrische Feld seiner Richtung nach von der Isolatorfläche weg gegen das Röhreninnere weist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der scheibenförmige Keramikisolator an seiner vom Innenraum der Röntgenröhre abgewandten achsialen Endfläche in radialen Richtungen stufen- oder rampenförmig ausgebildet ist zur Bildung einer ringförmig verlaufenden achsialen Vertiefung, die mit einem Isoliermaterial ausgefüllt ist, dessen Dielek¬ trizitätskonstante kleiner als diejenige des Keramikmaterials

ist, und dass im Falle eines die Anode vom Metallteil iso¬ lierenden Keramikisolators die Vertiefung radial innen und im Fall eines die Kathode vom Metallteil isolierenden Kera¬ mikisolators die Vertiefung radial aussen angeordnet ist.

Durch diese Ausbildung der Röntgenröhre wird auf überraschend einfache Weise erreicht, dass an der innenliegenden Isola¬ torfläche das elektrische Feld seiner Richtung nach von der Isolatorfläche weg in das Röhreninnere weist. Zusätzlich er¬ gibt sich die vorteilhafte Wirkung, dass die elektrische Feldstärke an den Orten, an denen die Feldemmission vornehm¬ lich einsetzt, nämlich an den sogenannten Triple-Punkten, reduziert ist. Auf der Kathodenseite befindet sich der Triple- Punkt in der löttechnisehen Verbindung zwischen dem Keramik¬ isolator und der Hochspannungszuführung im Zentrum des Iso¬ lators. Auf der Anodenseite hingegen liegt der Triple-Punkt in der löttechnischen Verbindung zwischen dem Aussenumfang des Keramikisolators und dem zylindrischen Metallteil. Die beiden durch die erfindungsgemässe Ausbildung erzielten Effekte tra¬ gen zu einer-merklichen Erhöhung der Spannungsfestigkeit der Röntgenröhre bei.

In zweckmässiger Ausgestaltung der erfindungsgemässen Röntgen¬ röhre kann das die Vertiefung des Keramikisolators ausfüllen¬ de Isoliermaterial eine Partie einer gummielastischen Scheibe sein, die in achsialer Richtung an die stufen- oder rampen- förmig ausgebildete Endfläche des Keramikisolators angepresst ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Röntgen¬ röhre gemäss der Erfindung sowie aus der zugehörigen Zeich¬ nung, anhand welcher die Erfindung rein beispielsweise erläu¬ tert wird.

Fig. 1 zeigt einen achsialen Längsschnitt durch eine nach der Erfindung ausgebildete Röntgenröhre mit zuge¬ hörigen Anschlussteilen;

Fig. 2 und 3 zeigen je einen achsialen Schnitt durch zwei andere Ausführungsbeispiele des kathodenseitigen Ke¬ ramikisolators;

Fig. 4 und 5 sind analoge Schnittdarstellungen von zwei weiteren Ausführungsbeispielen des anodenseitigen Keramikisolators.

Gemäss Fig. 1 weist die dargestellte Röntgenröhre einen zylindrischen Metallteil 11 auf, der mit einem vakuumdicht eingesetzten Fenster 12 für den Austritt der Röntgenstrah¬ lung versehen ist. An dem in Fig. 1 oberen achsialen Ende des Metallteils 11 befindet sich ein ringscheibenförmiger Kera¬ mikisolator 13, dessen äusserer Umfang mit dem Metallteil 11 vakuumdicht verbunden ist. In der zentralen Durchbrechung des Keramikisolators 13 sitzt ebenfalls vakuumdicht eine Hochspannungsdurchführung 1 , welche die Kathode 15 der Röntgenröhre trägt. Die vom Innenraum des Metallteils 11 ab¬ gewandte achsiale Endfläche 16 des Keramikisolators 13 ist durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Stufe 17 radial auswärts abgesetzt, so dass am Keramikisolator 13 angrenzend an seinen äusseren Umfang eine ringförmige achsiale Vertie¬ fung 18 gebildet ist. Diese Vertiefung 18 ist durch eine Par¬ tie 19 einer gummielastischen Ringscheibe 20 ausgefüllt, die mittels eines Anschlussteiles 21 auf nicht dargestellte, an sich bekannte Weise an den Keramikisolator 13 angepresst ist. Die gummielastische Ringscheibe 20 weist eine kleinere Di¬ elektrizitätskonstante als der Keramikisolator 13 auf. Zweck- massig befinden sich in den Fugen zwischen dem Keramikisola¬ tor 13 und der gummielastischen Ringscheibe 20 wie auch zwi¬ schen dem Anschlussteil 21 und der gummielastischen Ring¬ scheibe 20 je eine (in Fig. 1 nicht dargestellte) Schicht Isolationsfett.

An dem in Fig. 1 unteren achsialen Ende des zylindrischen Metallteils 11 befindet sich ebenfalls ein ringscheibenförmi¬ ger Keramikisolator 23, dessen äusserer Umfang mit dem Metall¬ teil 11 vakuumdicht verbunden ist. In der zentralen Durch¬ brechung des Keramikisolators 23 sitzt ebenfalls vakuumdicht eine Hochspannungsdurchführung 24, welche die Anode 25 der Röntgenröhre trägt. Die vom Innenraum des Metallteils 11 ab¬ gewandte achsiale Endfläche 26 des ^' Keramikisolators 23 ist durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Stufe 27 radial ein¬ wärts abgesetzt, so dass am Keramikisolator 23 angrenzend an seinen inneren Umfang eine ringförmige achsiale Vertiefung

28 gebildet ist. Diese Vertiefung 28 ist durch eine Partie

29 einer gummielastischen Ringscheibe 30 vollständig ausge¬ füllt. Mittels eines Anschlussteiles 31 ist die gummielasti¬ sche Ringscheibe 30 auf nicht dargestellte, an sich bekannte Weise an den Keramikisolator 23 angepresst. Die gummielasti¬ sche Ringscheibe 30 weist eine kleinere Dielektrizitätskon¬ stante als der Keramikisolator 23 auf. In den Fugen zwischen dem Keramikisolator 23 und der gummielastischen Ringscheibe

30 wie auch zwischen dem Anschlussteil 31 und der gummielasti¬ schen Ringscheibe 30 befindet sich zweckmässig je eine (nicht dargestellte) Schicht Isolationsfett.

Zum Betrieb der beschriebenen Röntgenröhre wird der Metallteil 11 auf Erdpotential gelegt, während an die Kathode 1 eine gegenüber dem Erdpotential negative Spannung durch den An¬ schlussteil 21 hindurch und an die Anode 25 eine gegenüber dem Erdpotential positive Spannung durch den Anschlussteil 31 hindurch angelegt wird. Im Innenraum der Röhre stellen sich dann Potentiallinien ein, wie sie z.B. durch die gestrichel¬ ten Linien 32 und 33 in Fig. 1 angedeutet sind. Infolge der Vertiefung 18 des Keramikisolators 13, welche mit Isolier¬ material 19 mit niedrigerer Dielektrizitätskonstante ausge¬ füllt ist, nehmen die Potentiallinien 32 im Bereich des Ke¬ ramikisolators 13 einen von der achsparallelen Richtung abweichenden,divergierenden Verlauf an, und zwar derart, dass

an der ebenen inneren Endfläche 3^ des Keramikisolators 13 die zu den Potentiallinien 32 stets rechtwinklig stehenden elektrischen Feldvektoren 35 vom Keramikisolator 13 weg gegen den Innenraum der Röntgenröhre weisende Richtungen haben. Aehnlich hat die Vertiefung 28 des andern Keramikisolators 23, welche mit Isoliermaterial 29 mit niedrigerer Dielektrizitäts¬ konstante ausgefüllt ist, zur Folge, dass die Potentiallinien 33 im Bereich des Keramikisolators 23 einen konvergierenden Verlauf annehmen und deshalb die elektrischen Feldvektoren 36 an der ebenen inneren Endfläche 37 des Keramikisolators 23 von diesem weg gegen das Innere der Röntgenröhre weisende Richtungen haben. Der Winkel zwischen den Feldvektoren 35 bzw. 36 einerseits und der inneren Endfläche 34 bzw. 37 des Keramik¬ isolators 13 bzw. 23 anderseits ist durch den Unterschied der Dielektrizitätskonstanten des Keramikmaterials und des gummi- elastischen Isoliermaterials durch die radiale Breite und die achsiale Tiefe der Vertiefung 18 bzw. 28 und durch die Abmes¬ sungen des Keramikisolators 13 bzw. 23 bestimmt. Weil sowohl auf der Kathodenseite als auch der Anodenseite die elektrische Feldstärke ihrer Richtung nach von der dortigen inneren End¬ fläche des Keramikisolators 13 bzw. 23 weg ins Innere der Röntgenröhre weist, sind Aufladungen an den Keramikisolatoren 13 und 23 wie auch damit verbundene Feldstärkenüberhöhungen wirksam vermieden. Im Vergleich zu ähnlichen bekannten Rönt¬ genröhren, bei denen die Keramikisolatoren jeweils ebene äussere Endflächen ohne die Stufen 17 und 27 aufweisen, hat die Röntgenröhre gemäss Fig. 1 eine merklich höhere Fugen- Spannungsfestigkeit.

Die geschilderten Vorteile wurden anhand einer Versuchs- Röntgenröhre überprüft und bestätigt gefunden. Die Versuchs- Röntgenrδhre mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau wies Keramik¬ isolatoren 13 und 23 mit einem Aussendurchmesser von 107 mm, einem Innendurchmesser von 45 mm auf. Die achsiale Dicken¬ abmessung der Keramikisolatoren betrug 10 mm und war an der Stelle der Vertiefung 18 bzw. 28 auf 7 mm reduziert, so dass

die Stufe 17 bzw. 27 eine Höhe von 3 mm hatte. Die gummi- elastischen Ringscheiben 20 und 30 bestanden aus Silikon¬ kautschuk mit einer Dielektrizitätskonstante von 3,2 und einer Shorehärte von 28. In unbelastetem Zustand waren die beiden achsialen Endflächen jeder gummielastischen Ring¬ scheibe 20 bzw. 30 eben und parallel, und der Aussendurch- messer betrug 100 mm, der Innendurchmesser 45 mm und die achsiale Dicke 10 mm. Die Röntgenröhre liess sich problemlos mit einer Spannung bis zu 340 kV zwischen Anode und Kathode betreiben.

Praktisch gleich gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Keramikisolatoren etwa gemäss den in den Fig. 2 bis 5 ge¬ zeigten Ausführungsbeispielen geformt sind.

Der in Fig. 2 dargestellte Keramikisolator 113 für die Ka¬ thodenseite der Röntgenröhre weist an seiner nach aussen zu wendenden achsialen Endfläche 116 zwei in Umfangsrichtung verlaufende Stufen 117 auf, durch welche eine an den Aussen¬ umfang des Keramikisolators angrenzende achsiale Vertiefung 118 gebildet ist.

Das in Fig. 3 gezeigte Beispiel eines Keramikisolators 213 für die Kathodenseite der Röntgenröhre weist an seiner nach aussen zu wendenden achsialen Endfläche 216 eine rampenförmi- ge Abstufung 217 auf, durch die eine an den Aussenumfang des Keramikisolators angrenzende achsiale Vertiefung 218 gebil¬ det ist.

Der in Fig. 4 gezeigte Keramikisolator 123 für die Anodensei¬ te der Röntgenröhre weist an seiner nach aussen zu wendenden achsialen Endfläche 126 zwei in Umfangsrichtung verlaufende Stufen 117 auf, durch die eine an den Innenumfang des Kera¬ mikisolators angrenzende achsiale Vertiefung 128 gebildet ist.

Gemäss Fig. 5 kann der Keramikisolator 223 für die Anoden¬ seite der Röntgenröhre aber auch eine rampenförmige Abstu¬ fung 227 an der nach aussen zu wendenden achsialen Endfläche aufweisen, so dass eine an den inneren Umfang des Keramik¬ isolators angrenzende achsiale Vertiefung 228 gebildet ist.

Die Vertiefungen 118, 218, 128 und 228 der Keramikisolatoren 113, 213, 123 und 223 gemäss den Fig. 2 bis 5 werden beim Zusammenbau oder Einbau der Röntgenröhre jeweils mit gummi¬ elastischem Isoliermaterial, dessen Dielektrizitätskonstan¬ ten kleiner als diejenige des Keramikmaterials ist, voll¬ ständig ausgefüllt.'

Bekanntlich gibt es Röntgenröhren, bei denen die Kathode oder die Anode mit dem zylindrischen Metallteil elektrisch leitend verbunden ist. In einem solchen Fall ist jeweils nur die an¬ dere Elektrode Anode oder Kathode durch einen Keramikisolator von dem zylindrischen Metallteil isoliert. Die Erfindung ist auch bei solchen Röntgenröhren anwendbar, indem der dann ein¬ zige vorhandene Keramikisolator in der vorstehend beschriebe¬ nen Weise an seiner vom Innern der Röntgenröhre abgewandten achsialen Endfläche mit einer Vertiefung versehen ist, die vollständig ausgefüllt ist mit einem Isoliermaterial, dessen Dielektrizitätskonstante kleiner als diejenige des Keramik¬ materials ist.