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Metallballonelektronenröhre.
Die Erfindung betrifft einen solchen Aufbau von Elektronenröhren mit Metallballon, welcher trotz der bei der Fabrikation solcher Röhren auftretenden hohen Temperaturen die Fixierung der relativen Lage der einzelnen Elektroden in zuverlässiger Weise und mit einer bisher kaum erreichbaren Genauigkeit ermöglicht und in Massenfabrikation billig und genau erzeugt werden kann.
Dies wird durch die Verwendung der erfindungsgemässen Elektrodenhalterungs-und Verbindungskonstruktion erreicht, deren Anwendung durch die besonderen Eigenschaften der Metallballonröhren möglich ist.
Die Elektrodenverbindungs-bzw. Halterungsorgane der bisher bekannten Elektronenröhren bestanden aus Glasperlen, in welche die Elektrodenhalterungsdrähte eingeschmolzen waren oder aber bestanden diese aus mit zur Aufnahme von den Drahtenden geeigneten Bohrungen versehenen Isolierkörpern, in der Regel Glimmerplatten, welche eine genauere Fabrikation ermöglichten. Man hat auch schon vorgeschlagen eine solche Glimmerplatte im Verein mit einer Metallplatte zu verwenden, wobei die Metallplatte als Schirm für den isolierenden Teil dienen soll.
Die Glasperlenhalterungen werden heutzutage wegen der umständlichen Montierung und der Ungenauigkeit derselben kaum mehr verwendet, bei Metallröhren kommen sie hingegen wegen der niedrigen Erweichungstemperatur des nor- malen Glases und wegen der schweren Bsarbeitungsmögliehkeit der Spezialgläser überhaupt nicht in Betracht. Die Glimmerplattenhalterungen sind zerbrechlich und leicht deformierbar und kann an
Hand derselben die Genauigkeit der Fabrikation (welche bereits heute in vielen Fällen nicht mehr genügend ist) wegen weiterer praktischer Schwierigkeiten kaum mehr gesteigert werden. Mit den aus üblichenIsolierstoffen, z.
B. keramischen Materialien hergestellten Isolierkörpern kann man nicht einmal eine mit Glimmerplatten erreichbare Genauigkeit erzielen, u. zw. hauptsächlich infolge des bei dem
Ausbrennen erfolgenden, niemals gleichmässigen Schrumpfens. Wird eine solche Glimmerplatte im
Verein mit einer einen Schirm für die Glimmerplatte bildende Metallplatte verwendet, so treten die gleichen Übelstände auf. Bei Metallballonröhren hingegen ist eine Vergrösserung der Fabrikations- genauigkeit erwünscht, damit die ausgezeichneten Eigenschaften derselben zur Erzeugung von Röhren gleichmässigerer elektrischer Eigenschaften benutzt werden können. Dies kann aber mit den bisher bekannten Elektrodenhalterungs-und Verbindungsorganen nicht erreicht werden.
Gemäss der Erfindung werden diese Ziele dadurch erreicht, dass für Metallröhren als Distanzier- organe in Metallrahmen gefasste Isolierkörper verwendet werden, deren jeder einzelne höchstens zwei, zweckmässig jedoch eine Öffnung, z. B. Bohrung besitzt, in welche der Halterungsdraht der in Rede stehenden Elektrode oder etwa die Elektrode selbst eingepasst ist, wobei der Erweichungspunkt des
Stoffes derselben über 8000 liegt.
Mit solchen Distanzierorganen werden zahlreiche nachstehend noch bekanntzugebende Vorteile erreicht. Solche Distanzierorgane sind infolge ihrer Verwendung in Metallröhren frei von den Nach- teilen, die ihre Verwendung in Glasballonröhren unmöglich gemacht haben. Einer von diesen Nach- teilen ist, dass in Glasballonröhren die Verwendung grösserer, hauptsächlich solcher Metallmassen, die von der Anode abgeschirmt sind, wegen Entgasungsschwierigkeiten zu vermeiden ist. Ein anderer, noch bedeutenderer Nachteil, u. zw. vom Standpunkte der aufeinander bezogenen
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Isolierung der Elektrodenhalterdrähte massgebender Nachteil, ist, dass der auf der Isolier- oberfläche vorhandene Kriechstromweg recht kurz ist.
Demzufolge wird bei Glasballonröhren,
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lichen Mengen verdampft werden müssen, der Niederschlag derselben entlang der kurzen Kriechstromwege schädliche Durchleitungen zwischen den Elektroden verursachen. Demgegenüber sind
Isolationsfehler bei gut entgasbaren Metallballonröhren, bei welchen also viel weniger Getterstoff verwendet werden muss, nicht zu befürchten.
Durch Verwendung der erfindungsgemässen Distanzierorgane kann, falls diese Organe nach dem erfindungsgemässen Verfahren montiert werden, eine recht grosse Fabrikationsgenauigkeit erreicht werden, da in diesem Falle lediglich eine einzige Abmessung, u. zw. die der in denselben vorhandene Öffnung, z. B. Bjhrung, eingehalten werden muss und die Genauigkeit der übrigen Abmessungen durch die Art und Weise der Montierung gesichert wird.
Gerade zwecks Sicherung der Genauigkeit wird zu einem jeden zu stützenden Bestandteil ein besonderer Isolierkörper verwendet und werden solche Isolierkörper, an welchen Öffnungen für je zwei besondere Elektroden oder solche für Stützdrähte besonderer Elektroden vorhanden sind, zweckmässig nur dann verwendet, wenn die in Rede stehenden Elektroden oder übrigen Bestandteile solcherart sind, dass ihre Entfernungen zueinander nicht genau eingehalten werden müssen.
Der Metallrahmen der Distanzierorgane der erfindungsgemässen Röhre besteht zweckmässig aus zwei zueinander parallel gestellten, aus Metall mit hohem Sehmelzpunkt verfertigten, z. B. aus Stahl oder Nickel legierten Platten, welche mit Durchbrechungen versehen sind und z. B. durch Nietung oder Schweissung aneinander befestigt sind. Die die einzelnen Stützdrahtenden aufnehmenden Isolierkörper können z. B. aus Steatit, aus mit Bindemitteln zu wärmebeständigen Formkörpern, z. B. zu dem im Handel unter dem Namen"Micalex"bekannten Stoff gepresstem Glimmerpulver, oder aus keramischen Stoffen, eventuell auch aus Quarz hergestellt werden ; die Verwendung von Glaskörpern ist zu vermeiden, da ihr Erweichungspunkt unter 800 C zu liegen pflegt.
Die Form der Isolierkörper kann beliebig sein ; sie können auch in an sich bekannter Weise mit aufgerauhter, genuteter oder gefurchter Oberfläche hergestellt werden, um den Kriechstromweg zu verlängern. Die in den Isolierkörpers vorhandenen Öffnungen werden zweckmässig durch durchgehende genau bearbeitbare Bohrungen gebildet, deren Längsachsen parallel zueinander stehen. Oft ist es vorteilhaft, wenn die die Rahmen bildenden Metallplatten mit Vertiefungen versehen werden, in welchen die Isolierkörper eingesetzt sind.
Gemäss der Erfindung werden die Distanzierorgane obiger Form auf Schablonen zusammen montiert, welche aus parallelen Dornen bestehen, die in die Öffnungen der Isolierkörper passen, in entsprechenden Entfernungen voneinander angeordnet sind und mit dem dieselben tragenden Halter bleibend vereinigt sind, z. B. durch Schweissung oder Nietung zu einem einzigen Stück vereinigt sind. Die Anzahl derselben stimmt in der Regel mit der der Öffnungen überein, die in sämtlichen Isolierkörpern eines Distanzierorgans vorhanden sind, in welche die Halterungsenden der Elektroden der Röhre oder die Elektroden selbst eingefügt werden.
Die Montierung der Distanzierorgane auf solchen Schablonen erfolgt in der Regel so, dass die den Rahmen bildende eine Metallplatte in der Weise auf die Schablone gelegt wird, dass ihre Dorne durch die Öffnungen der Metallplatte hindurchgreifen. Dann werden die Isolierkörper auf die Dorne gesetzt, hierauf wird die andere Metallplatte aufgelegt und mit der vorerwähnten z. B. durch Schweissen oder Nieten so vereinigt, dass die Metallplatten die Isolierkörper zwischen sich dicht einfassen. Zu diesem Zwecke können die M : tallplatten gegebenenfalls auch deformiert werden, z. B. so, dass die nachträgliche relative Bewegung der Isolierkörper unmöglich werden soll.
Eine solche Deformierung kann zweckmässig durch Pressen mit einem zweckmässig aus nachgiebigem Stoff hergestellten Werkzeug erfolgen, in welchem Falle die Verwendung und die Deformation einer solchen Zwischenmetallplatte von Vorteil sein kann, welche dünner oder von weicherem Stoff ist als die den eigentlichen Rahmen bildende Grund-oder Deckplatte und welche dann mit diesem ebenfalls vereinigt wird.
Schliesslich sei bemerkt, dass die Distanzierorgane der erfindungsgemässen Röhre gleichzeitig auch die Ha1terungsorgane der einzelnen Elektroden bilden können, da in den Offnungen der Isolier- körper die Elektroden oder die Halterungsdrähte derselben in bekannter Weise fixiert werden können.
Mit Rücksicht auf die bei der Herstellung von Metallröhren auftretenden hohen Temperaturen ist insbesondere dafür Sorge zu tragen, dass die Fixierung die Wärmedilatation der einzelnen Organe, welche in der Regel viel grösser ist, als dies bei Glasballonröhren auftritt, ohne schädliche Deformation derselben möglich machen soll.
Die Distanzierorgane der erfindungsgemässen Röhre und die Herstellung derselben ist an Hand einiger B3ispiele durch die Zeichnung erläutert, auf welcher Fig. 1 den Querschnitt eines scheibenförmigen Distanzierorgans, Fig. 2 eine Draufsicht desselben, Fig. 3 den Querschnitt eines plattenförmigen Distanzierorgans, Fig. 4 eine Draufsicht desselben, Fig. 5 den Querschnitt eines deformierten Distanzierorgans mit Plattenrahmen, Fig. 6 die Draufsicht eines andern scheibenförmigen Distanzierorgans, Fig. 7 und 8 Dstailquerschnitte und Fig. 9 eine die Zusammenmontierung veranschaulichende Seitenansicht darstellt.
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Die Distanzierorgane für Zweigitterröhren nach Fig. 1-4 bestehen aus den zwischen je zwei Metallplatten 1 und 2, z. B. Nickel-oder Stahlplatten eingefassten Isolierkörpern 3, welche z. B. Steatitoder Micalex-Plättchen sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sind die Metallplatten durch an denselben angeschweisste Bügel 4 und nach Fig. 3 und 4 durch Niete miteinander vereinigt. An den Metallplatten sind Löcher 1 a bzw. 2 a und an den Isolierkörpern zur Aufnahme der Elektrodenhalterungsdrähte die Löcher 3 a vorgesehen.
Bei der in Fig. 1 und 2 abgebildeten Ausführungstorm ist in einem jeden Isolierkörper lediglich ein einziges Loch vorhanden, wogegen bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 die beiden äusseren Isolierkörper 3 x und 3 y je zwei Löcher enthalten, da dieses Distanzierorgan zu einer Röhre gehört, bei welcher lediglich das Einhalten der Entfernung zwischen Kathode und dem ihr benachbarten Gitter wesentlich ist. Die genaue Abmessung der in den Isolier-
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einem Werkzeug gesichert werden.
Fig. 5 stellt ein durch Pressen deformiertes mit zum Aufnehmen der Isolierkörper 3 geeignete Vertiefungen versehenes, aus Platten hergestelltes Distanzierorgan dar, bei welchem die Deformation mit einer Schablone erfolgt ist, so dass diese den Isolierkörper eng umschliessen und gegen seitliche Bewegungen vollkommen sichern. Fig. 6 zeigt ein für Dreielektrodenröhren geeignetes Distanzierorgan, bei welchem die Enden der Halterdrähte, die in die Bahrungen des Isolierkörpers einpassen, in verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Aus Fig. 7 ist ein Isolierkörper 3 2 zu ersehen, der eine Form besitzt, welche geeignet ist den Kriechstromweg und die Aufliegeoberfläche des Elektrodenhalterungs-
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dass er das Isoliermaterial selbst bei seiner maximalen Dilatation nicht erreicht.
Bei der Ausführung nach Fig. 8 sind die Platten 1 und 2 durch ihre mit dem Verbindungskörper 6 erfolgten Schweissung vereinigt. Der vorteilhaft ringförmige Teil 6 a des Verbindungskörpers, welcher zwischen die Platten hineinragt, ist so dimensioniert, dass seine Dicke geringer als die des Randes 3 b ist.
Aus Fig. 9 ist ersichtlich, dass bei der Montage auf die Schablone A zuerst die Platte 2 gelegt wird, wobei die Dorne C durch die Durchbrechungen derselben hindurchragen und die Platte auf den diese Dorne tragenden Ansätzen B aufliegt. Hierauf werden auf die Dorne die Isolierkörper 3 aufgezogen, deren Bohrungen vorher auf die genaue Abmessung bearbeitet worden sind und über diese die Platte gelegt. Bei der Konstruktion nach Fig. 8 wird der Ring 6 vor der Aufbringung der Platte 1 auf die Platte 2 gebracht. Die Dorne 0 der Schablone sind zweckmässig auf die genauen Abmessungen abgeschliffen und aus widerstandsfähigem Material, z. B. zementiertem Werkzeugstahl, verfertigt. Im Falle, dass sich ihre Durchmesser unterscheiden, sind zweckmässig auch die Längen verschieden zu wählen, damit die rasche Auffädelung der Isolierkörper erleichtert wird.
Die Durchmesser der Dorne sowie ihre Entfernungen können zeitweise mit Toleranzschablonen kontrolliert werden, wodurch die Genauigkeit der Fabrikation gesichert wird. So zeigen z. B. die Elektrodenentfernungen der einzelnen Röhren Abweichungen einer Grössenordnung von hundertstel Millimeter, was in der Massenfabrikation bisher nicht erreichbar war und was durch die erfindungsgemässe Konstruktion und Montage gemeinsam ermöglicht wird. Zur Erhöhung der Genauigkeit trägt vorteilhaft der Umstand bei, wenn der Rahmen aus einem Material von kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten verfertigt wird und Isolierkörper oder eventuell Metallplatten verwendet werden, deren Reibung aneinander gross ist, oder wenn der Isolierkörper z.
B. in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise im Metallrahmen gegen seitliche Verschiebung gesichert fixiert wird, was aber in den meisten Fällen nicht notwendig ist, da nach den gemachten Erfahrungen auch die Reibung genügend fixiert.
Wie bereits erwähnt, sind solche Distanzierorgane vorteilhaft bei solchen Röhren zu verwenden, deren Elektrodenhalterungsorgane einen grossen Querschnitt besitzen und in der Regel aus wärmebeständigem Material hergestellt sind. In solchen Fällen können die Metallrahmen der Distanzierorgane zweckmässig an den erwähnten Halterorganen angeschweisst werden. So kann man ein recht starres und mit dem Röhrenballon in guter wärmeleitender Verbindung stehendes Elektrodensystem herstellen. In vielen Fällen kann es zweckmässig sein, wenn der äussere Durchmesser des Metallrahmens eines oder beider Distanzierorgane so gewählt wird, dass der Metallballon auf dasselbe nur im warmen Zustande aufzubringen ist, bei Abkühlen jedoch sich einklemmend dasselbe in sich einschliesst.
Zu einer solchen Ausführung ist insbesondere die in Fig. 8 abgebildete Ausführungsform geeignet, da in diesem Falle mit der oben geschilderten nötigen Genauigkeit lediglich der äussere Durchmesser des Ringes 6 eingehalten werden muss, welcher infolge seines T-förmigen Querschnittes stark genug ist, um unter Einwirkung der infolge des Schrumpfens des Röhrenballons entfalteten Druckes in schädlichem Masse nicht zu deformieren.
Aus obigem ist ersichtlich, dass die Erfindung recht umfangreiche Konstruktionsmöglichkeiten bietet, aus welchem Grunde zahlreiche, in den Details von obigem abweichende Variationen herstellbar sind, ohne dass hiedurch von der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung abgewichen wird.