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Verfahren zum Zusammenbau von Vakuumge ! ässen.
Die Erfindung betrifft den Zusammenbau und Aufbau eines vakuumdicht abgeschlossenen elektrischen Entladungsgefässes.
Bei den üblichen Entladungsröhren geht man so vor, dass das Elektrodensystem auf den Durchführungen eines Quetsehfusses aufgebaut wird. Dann wird der Kolben darüber gestülpt und mit dem Tellerrand des Quetsehfusses verschmolzen. Die Entlüftung des Gefässes erfolgt mittels eines an den Kolben oder an den Unterteil angesetzten Pumpstutzens. Das Entgasen des Gefässes wird im allgemeinen auf der Pumpe, u. zw. z. B. durch Erhitzen im elektrischen Ofen oder mit Wirbelstrom oder durch eine
Gasentladung oder durch Glühen der Metallteile bei Stromdurehgang, vorgenommen.
Das Pumpröhrehen besteht meistens aus Glas, so dass nach dem Abziehen von der Pumpe eine hervorstehende Spitze übrig bleibt, die gegen Beschädigungen sehr empfindlich ist. Weiterhin sind auch Pumpröhrehen aus Metall bekannt, die durch Zusammenquetschen bzw. Verlöten verschlossen werden. Schliesslich hat man auch schon keramische Pumpröhrehen vorgeschlagen, die mit Hilfe von eingeschmolzenen Glaspfropfen abgedichtet werden.
Die Pumpstutzen haben verschiedene Nachteile.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung pumpstutzenloser Vakuumgefässe aus Glas bekannt, bei welchem die das Vakuumgefäss bildenden Teile unter dem Rezipienten einer Pumpe zusammengesetzt und nach Entlüftung dort miteinander verbunden werden. Bei diesem Verfahren besteht jedoch der Nachteil, dass eine rasche Entlüftung des Vakuumgefässes nicht gewährleistet ist. Die miteinander zu verbindenden Teile werden nämlich einfach aufeinandergeschichtet und die Entlüftung muss dann durch die Spalte hindurch erfolgen, die in mehr oder weniger zufälliger Weise zwischen den einzelnen Teilen offen bleiben. Der Gesamtquerschnitt der Spalte ist dabei ziemlich gering und verursacht einen erheblichen Strömungswiderstand des Entlüftungsweges. Die Erfindung bezweckt eine Beschleunigung der Entlüftung eines unter dem Rezipienten einer Pumpe zusammengebauten Entladungsgefässes.
Erfindungsgemäss geht man bei der Herstellung von pumpstutzenlosen, hoch entlüfteten oder gasgefüllten Entladungseinrichtungen, bei denen das Elektrodensystem in das Vakuumgefäss eingebaut und die noch nicht abgedichtete Entladungseinrichtung unter den Rezipienten einer Pumpe gebracht und nach Erzeugung des gewünschten Vakuums und Anwendung etwa nötiger Entgasungsverfahren innerhalb des Rezipienten verschlossen wird, so vor, dass entweder die innerhalb des Rezipienten zu verbindenden Teile des Vakuumgefässes während der Entlüftung in einem solchen Abstand voneinander gehalten werden,
dass zwischen ihnen eine zur raschen Entlüftung ausreichende Trennfuge offenbleibt und dass anschliessend der eine Teil auf den andern mittels eines von aussen zu betätigenden Gestänges oder unter Ausnutzung seines Eigengewichtes aufgesetzt wird oder dass eine Wand des fertig zusammengebauten Entladungsgefässes siebartig durchbrochen ist und durch Schmelzen und Darüberfliessen eines daraufliegenden Lotes abgedichtet wird.
Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den Figuren wiedergegeben. Bei Fig. 1 handelt es sich um eine Dreielektrodenröhre mit Keramikboden und Aussenanode. 1 bedeutet den Rezipienten, 2 das zur Pumpe führende Entlüftungsrohr, 3 sind drei vakuumdichte Stromeinführungen in den Rezipienten. Das System 4 der Röhre ist auf einer Keramikscheibe 5 aufgebaut, durch welche die drei
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Durchführungen vakuumdicht eingelötet oder eingeschmolzen hindurchgehen. Die Keramikscheibe 5 besitzt eine Rille 6, in die die Anode 7 passen muss. Die Keramikplatte mit dem Aufbau wird in dem
Rezipienten auf die Durchführungen 3 fest aufgesetzt. Die Anode 7 wird von einer Klemme 8 gehalten, die an einem Mechanismus 13 sitzt, welcher eine Bewegung der Anode in lotrechter Richtung ermöglicht.
Der oberste Teil des auf den Rezipienten aufgesetzten Deckels besteht aus einem Wellrohr, das durch den äusseren Überdruck zusammengedrückt werden würde, wenn nicht die Deckplatte 10 von den auf den Gewindebolzen 11 aufgeschraubten Flügelmuttern 12 aufsässe. Durch Tieferschrauben der Muttern kann die Anode gesenkt werden. Vor dem Einbringen in den Rezipienten, beispielsweise durch den vakuumdichten Schliff 10, wird die Rille 6 in der Keramikscheibe oder der Rand der Anode mit einem Lötmetall versehen. Nun erfolgt die Entlüftung, wobei der untere Anodenrand von der Rille der Keramikplatte so weit entfernt eingestellt wird, dass durch diese Einstellücke eine bequeme Entlüftung der Röhre erfolgen kann.
Das Entgasen der Metall-und Keramikteile kann nach allen bekannten Verfahren erfolgen (äusserer Ofen, Wirbelstrom, Erwärmung der Röhre durch elektrische Dauer- belastung der Anode und der andern Elektroden usw. ). Nach Beendigung des Prozesses wird durch Verstellung des Mechanismus 9 die Anode bis in die Rille der Keramikscheibe bewegt. Dann erfolgt eine Erwärmung der Ringstelle (z. B. durch Wirbelstrom) bis zum Schmelzen und Fliessen des Lötmetalls, d. h. bis zu einem vakuumdichten Verschluss zwischen Anode und Keramikplatte. Nach dem Abkühlen kann der Rezipient geöffnet und die fertige Röhre herausgenommen werden.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung lässt sich natürlich auch derart vergrössern, dass mehrere Röhren gleichzeitig in Behandlung genommen werden können. Ferner kann das Aufsetzen des Oberteiles (im Beispielsfall der Anode) durch sein Eigengewicht bewirkt werden.
Bei dem angeführten Beispiel wird die Anode in die Rille der Keramikplatte eingelötet. Bei dem in Fig. 2 angeführten Beispiel einer Dreielektrodenröhre stellt 21 das Gitterkathodensystem, 22 die Keramikplatte (jetzt ohne Rille) und 23 die Anode dar. In diesem Falle besitzt die Anode am Rand eine kleine Aufweitung 24 und wird vor dem Einführen des Gefässes in den Rezipienten stramm auf die Keramikplatte aufgesetzt, wobei aber dafür gesorgt werden muss, dass kleine Undichtigkeiten bestehen bleiben, durch welche die Luft aus dem Inneren des Metallgefässes in den Rezipienten dringen kann. In den zwischen dem Metallrand 24 und der Keramikplatte 22 liegenden ringförmigen Spalt wird das Lötmetall 25 in Form eines Drahtes eingelegt.
Dann kommt das auf diese Weise vorbereitete Entladungsgefäss in den Rezipienten 26, der in diesem Falle jedoch die Halterung für die Durchführungen der Röhre an seinem oberen Ende hat. Die Röhre muss dabei natürlich so im Rezipienten befestigt werden, dass sie nicht herunterfallen kann, also z. B. auf einer Brücke 27 aufliegen. Dann erfolgt in der üblichen Weise die Entlüftung und Entgasung, wobei als Entlüftungsöffnungen die Undichtigkeiten in der Rille 25 dienen.
Man kann durch geeignete Formgebung der Anode in der Rille leicht dafür sorgen, dass diese Undichtigkeiten so gross sind, dass einerseits die Entlüftung einfach, sicher und schnell erfolgen kann, anderseits, dass beim nachfolgenden Schmelzen des Lötmetalldrahtes in der Rille das Lötmetall noch nicht durch die Öffnungen in das Innere hindurchtropft, sondern sie dank seiner Oberflächenspannung nur überbrückt und vakuumdicht verschliesst.
In Fig. 3 ist ein Entladungsgefäss dargestellt, das aus einem keramischen Ring 31 und zwei kreisrunden, auf den Ring gelöteten Metallscheiben 32 und 33 besteht. Die obere Metallscheibe besitzt an einer Stelle eine siebförmige Durchlöcherung 34, auf die vor dem Einbringen in den Rezipienten der Pumpe ein Stück Lötmetall 35 gelegt wird. Nach dem Entlüften und Entgasen des Gefässes im Vakuum und eventuell Füllen mit einem Edelgas geringen Druckes wird im Rezipienten das Lötmetall zum Schmelzen gebracht. Es zerfliesst und schliesst die gitterförmigen Öffnungen vakuumdieht. Die Öffnungen dürfen dabei nur so gross sein, dass das Metall dank seiner Oberflächenspannung noch nicht durchtropfen kann.
In allen Fällen kann eine Steigerung des Vakuums innerhalb der Entladungsröhre durch Verwendung eines Gitters herbeigeführt werden, dessen Abschiessen vor der vakuumdichten Verschliessung des Gefässes oder nachher erfolgen kann.
Die an Hand der Fig. 3 beschriebene Abdichtung kann z. B. auch bei einer Anordnung nach Fig. 2 Anwendung finden, indem im Deckel 22 siebartige Durchbrechungen vorgesehen werden, die nach beendeter Entlüftung durch ein darüberfliessendes Lot oder einen Glasfluss verschlossen werden.
In diesem Falle kann die vakuumdichte Verbindung zwischen der Anode 23 (bzw. dem Kolben) und dem Deckel 22 schon ausserhalb des Rezipienten erfolgen. Die siebartigen Durchbrechungen können übrigens auch in der Anode 23 angebracht werden, wobei man durch geeignete Lage der Röhre im Rezipienten dafür sorgen muss, dass das Schmelzgut die Öffnungen wirklich überzieht.
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