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Elektrode für Entladungsröhren.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Elektrode für Entladeröhren, die sich besonders zur Verwendung in Entladeröhren, wie Gleichrichtern oder Sendelampen, oder als Kathode oder Antikathode in Röntgenröhren eignet und die unmittelbar in die Glaswandung der Röhre eingeschmolzen werden kann.
Es ist bekannt, als Antikathode für Röntgenröhren einen Hohlzylinder aus Kupfer zu verwenden, der mittels eines luftdicht an dem Kupferzylinder befestigten Platinringes in die Glaswandung der Röhre eingesehmolzen wird. Dieser Hohlzylinder kann in irgendeiner Weise, z. B. durch Wasserkühlung gekühlt werden. Auch hat man für Entladeröhren für grössere Kapazitäten mit oder ohne Gasfüllung, wie z. B. Sendelampen oder Gleichrichter, bereits vorgeschlagen, eine Anode zu verwenden, die auf einer Seite unmittelbar mit der freien Luft oder mit irgendeinem Kühlmittel, wie Wasser, in Verbindung steht.
Eine derartige Bauart ergab den Vorteil, dass eine zu hohe Temperatursteigerung der Anode verhütet wurde, womit eine Schwierigkeit beseitigt wurde, auf die man überhaupt bei Entladeröhren für grössere Kapazitäten stösst.
Die Bauart der Elektroden nach der Erfindung hat ebenfalls den vorgenannten Vorteil, ist aber ausserdem einfacher und bietet Vorteile bei der Herstellung der Röhren. Die Elektrode nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zusammenhängende Chromeisensehieht enthält, die mit einem Rand zum Einschmelzen der Elektrode in das Glas der Entladungsröhre versehen ist und eine derartige Form hat, dass sie nach dem Einschmelzen das Innere der Röhre von der freien Luft abschliesst, wobei die Zusammensetzung des Chromeisens der Schicht, wenigstens des Randes der Schicht, derart ist, dass der Rand luftdicht in das Glas eingeschmolzen werden kann.
Es ist bekannt, für die Stromzuleitung in Glashohlkörpern einen luftdichten Metallkappenanschluss zu benutzen, welcher eine dünne, nachgiebige Seitenwandung hat und z. B. aus Nickeleisen bestehen kann. Wenn man gemäss der Erfindung Chromeisen benutzt, ist es nicht notwendig, dass die Wandung der einzuschmelzenden Elektrode an der Einschmelzstelle nachgiebig ist. Chromeisen geeigneter Zusammensetzung hat als Einschmelzmaterial so hervorragend günstige Eigenschaften, dass selbst bei einer Wanddicke von ungefähr 1 mm noch eine gute luftdichte Verbindung zwischen Glas und Metall erhalten werden kann.
Die Chromeisensehicht kann sehr verschiedenartig ausgeführt werden. Obwohl nicht unbedingt notwendig, ist es natürlich vorzuziehen, die ganze Schicht aus Chromeisen von der gleichen Zusammensetzung herzustellen, so dass nirgendwo in der Schicht Schweissstellen vorzukommen brauchen. Die Elektrode bietet dann den Vorteil, dass sie sich leicht luftdicht in das Glas einschmelzen lässt und die zusammenhängende Chromeisensehieht zugleich einen ausgezeichneten luftdichten Verschluss zwischen dem Inneren der Entladeröhre und der freien Luft ergibt, da nirgendwo Sehweissstellen vorzukommen brauchen, die Undichtigkeiten herbeiführen können ; auch ist das Chromeisen bei einer verhältnismässig geringen Dicke der Schicht nicht porös.
Die Schicht kann derart ausgeführt werden, dass eine hohle Elektrode entsteht, die leicht gekühlt werden kann.
Die Elektrode kann derart ausgeführt werden, dass die Teile der Elektrode, die sich im Inneren der Entladungsröhre befinden aus Chromeisen bestehen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt sich noch der Vorteil einer leichten Entgasung. Ferner kann die Elektrode nach der Erfindung aus einem massiven oder einem auf einer Seite geschlossenen röhrenförmigen Körper aus Chromeisen
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bestehen, der mit einem Rand zum Einschmelzen in das Glas der Entladeröhre versehen ist. Zur Erleichterung des Einschmelzens kann auch die Wanddicke der Chromeisenschicht nach der Einschmelz- stelle hin abnehmen.
Zu bestimmten Zwecken ist es weiter vorzuziehen, die Elektrode an dem Ende, das mit dem Inneren der Entladeröhre in Verbindung kommt, mit einem Belag oder einer Platte oder einem Stück eines andern geeigneten Elektrodenmaterials zu versehen. Wenn z. B. die Elektrode als Antikathode in einer Röntgenröhre verwendet wird, kann man auf. dem Ende eine kleine Platte aus Platin oder ein Stück Wolfram anordnen ; wird die Elektrode als Kathode einer Röntgenröhre angewendet, so empfiehlt es sich die Elektrode mit einem Kopf aus Aluminium zu versehen. Als Anode für Sendelampen oder Gleichrichter kann die Elektrode nach der Erfindung gänzlich aus einer Chromeisenröhre bestehen, die auf einer Seite geschlossen ist und auf der andern offenen Seite in das Glas eingeschmolzen werden kann.
Der Stromzuführungsdraht, der aus einem Material von guter Leitfähigkeit, vorzugsweise Kupfer besteht, kann auf irgendeine Weise, z. B. durch Löten an der Elektrode befestigt werden. Es ist vorzuziehen, an dem Chromeisen der Elektrode vorher ein Stückchen Nickel und an diesem den Stromzuführungsdraht zu befestigen ; Nickel lässt sich nämlich ganz gut, z. B. durch elektrisches Schweissen, mit Chromeisen verbinden.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen von Elektroden nach der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt. Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Antikathode für Röntgenröhren und Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Anode für Entladeröhre, wie Gleichrichter oder Sendelampen. Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform einer Elektrode nach der Erfindung dar.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist 1 der röhrenförmige Körper aus Chromeisen. An dem offenen Ende ist die Röhre in das Glas 2 eingeschmolzen. Die Zusammensetzung muss derart sein, dass beim Einschmelzen keine Sprünge oder Risse im Glase auftreten und eine gute luftdichte Verbindung des Glases mit der Elektrode erzielt wird. In der Praxis sind gute Ergebnisse mit einer Legierung mit einem Chromgehalt von ungefähr 17% Chrom erzielt worden. Trotzdem können auch andere Zusammensetzungen genügen, abhängig von der Natur des Eisens, des Chroms und des Glases. Überhaupt kann gesagt werden, dass mit Legierungen mit einem Chromgehalt von 15 bis 30% gute Ergebnisse erzielt werden können.
Am andern Ende ist das Rohr durch Chromeisen verschlossen, während auf der Seite des Inneren der Röntgenröhre eine Platinplatte 3 befestigt ist, zu welchem Ende der Rand 4 des Chromeisen ein wenig umgebogen ist. An Stelle des Platins kann ein anderes geeignetes Material von hohem Schmelzpunkte, wie z. B. Wolfram, angewendet werden.
Das Innere der Röhre 1 kann auf irgendeine bei Röntgenröhren übliche Weise gekühlt werden ; der verstärkte Teil 5 der Röhre kann zur Befestigung einer Kühlvorrichtung z. B. mit Schraubengewinde versehen werden.
Auch kann z. B. der Boden der Röhre (Verschlussteil) verdickt ausgeführt werden und darin mit Hilfe eines Schraubengewindes oder auf andere Weise eine mit einem Kühlungsstrahler versehene Stange befestigt werden. Schliesslich kann man die Elektrode nahezu gänzlich massiv gestalten, wenn nur ein kleiner, röhrenförmiger, zum Einschmelzen dienender Teil übrigbleibt. Eine solche Ausführungsform scheint jedoch weniger empfehlenswert, da die Wärmeleitung weniger gut als bei einer Elektrode mit grösserem Hohlraum ist. Die Antikathode nach der Erfindung ist auf sehr einfache Weise aus einem Stück Chromeisen herzustellen. Ausserdem ist die Gefahr, dass Undichtigkeiten auftreten, weniger gross als bei der üblichen Kupferelektrode, die mit Hilfe eines Platinringes eingeschmolzen wurde.
Das Chromeisenmaterial ist nicht porös, so dass auch bei einer verhältnismässig geringen Wandstärke der Röhre, z. B. weniger als 1 mm, das Vakuum in der Röntgenröhre nicht zurückgeht. Bekanntlich ist es bei der Herstellung von Röntgenröhren üblich, das Material der Antikathode zu entgasen, zu welchem Zwecke sie z. B. durch Elektronenbombardement auf Rotglühhitze gebracht wird, während die Röhre entlüftet wird. Diese Entgasung verläuft nunbei Anwendung der Elektrode nach der Erfindung bedeutend schneller als bei der bisher üblichen Kupfferelektrode, was wahrscheinlich dem Umstande zu verdanken ist, dass Chromeisen ein Material ist, dass nur sehr wenig Gas verschluckt.
Die Erfindung kann auch auf Kathoden für Röntgenröhren angewendet werden. Die Bauart kann dann im wesentlichen derjenigen der Antikathode gleich sein. Es empfiehlt sich jedoch, an der Austrittsstelle der Elektroden das bei kupfernen Kathoden übliche Stück Aluminium anzubringen.
Fig. 2 stellt eine Anode dar, die für Sendelampen oder Gleichrichter, z. B. für einen Glühkathodengleichrichter geeignet ist. Die Elektrode 6 besteht aus einem röhrenförmigen Körper aus Chromeisen, der an der offenen Seite in das Glas 7 eingeschmolzen ist. An dieser Stelle kann zwecks Erleichterung des Einschmelzens die Wandung des röhrenförmigen Körpers dünner ausgeführt werden als in den von dieser Stelle entfernten Punkten. Die Elektrode ist durch einen Deckel S verschlossen, dessen Wandstärke zweckmässig etwas grösser als die der Röhre ist. Am Deckel 8 ist der Stromzuführungsdraht 10 aus geflochtenem Kupferdraht befestigt, vorzugsweise durch Vermittlung eines kleinen Blocks 9 aus Nickel der z. B. durch elektrisches Schweissen am Teil 8 angebracht worden ist.
Der Stromzuführungsdraht kann selbstverständlich auch in einer andern geeigneten Weise befestigt werden. Das Chromeisenmaterial
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der Elektrode kann wieder die oben beschriebene Zusammensetzung haben. Die in Fig. 2 veranschaulicht e Anode bietet im allgemeinen die gleichen Vorteile wie die in Fig. 1 dargestellte Antikathode.
Es ist klar, dass innerhalb der Elektrode nach der Erfindung andere Stoffe als Chromeisen angebracht werden können, wenn nur an der Einschmelzstelle ausschliesslich Chromeisen verwendet wird. So kann z. B. innerhalb der Röhre 6 eine Kupferschicht oder ein Kupferblock angebracht werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Auch kann die Elektrode nach der Erfindung teilweise massiv gestaltet werden, wenn man nur darauf achtet, dass ein hinlänglich breiter Chromeisenrand zur Ermöglichung des luftdichten Einschmelzens in das Glas übrigbleibt.
Die in Fig. 3 dargestellte Elektrode besteht gleichfalls gänzlich aus Chromeisen. In der Ausführungsform nach dieser Figur besteht die Elektrode aus einem Körper 11, der mit einem verbreiterten Teil 12 und mit einer Scheibe L3 versehen ist, die in das Glas 14 eingeschmolzen ist. Die Elektrode kann als Ganzes aus einem Stück hergestellt werden. Auch kann der Teil 11 hohl ausgeführt oder von innen mit einem andern Material als Chromeisen gänzlich oder teilweise ausgefüllt werden. Die Scheibe 13 kann auch in die Glasröhre in einiger Entfernung vom Ende der Röhre eingesehmolzen werden. Auch kann man zu bestimmten Zwecken an dem Ende 12 der Elektrode irgendein geeignetes Elektrodenmaterial wie Nickel, Platin, Wolfram od. dgl. anbringen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrode für Entladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zusammenhängende Chromeisenschicht enthält, die einen Rand zum Einschmelzen der Elektrode in das Glas der Entladeröhre hat und derart gebildet ist, dass sie nach dem Einschmelzen das Innere der Röhre von der freien Luft abschliesst, und wobei die Zusammensetzung des Chromeisens wenigstens in dem Rande der Schicht derart ist, dass der Rand luftdicht in das Glas eingeschmolzen werden kann.