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Elektronenröhre
Bei Verwendung von Elektronenröhren ist es im allgemeinen von grösster Bedeutung, dass jede
Röhre durch eine Röhre gleicher Art ersetzbar ist, ohne dass dabei an dem Apparat, in dem die
Röhren eingesetzt sind, irgendeine Änderung vorgenommen werden muss. Die Elektronen- röhren lassen sich nach den modernen Verfahren derart herstellen, dass nahezu sämtliche wesent- lichen charakteristischen Daten mehrerer Röhren einer einzigen Type innerhalb sehr enger Grenzen gleich sind. Es hat sich aber ergeben, dass hin- sichtlich der Kapazitäten zwischen den Elektroden und in bezug auf die umgebenden Einzelteile des Apparates die zulässigen Abweichungen dermassen gering sein müssen, dass die Massenfertigung von ohne weiteres gegenseitig aus- wechselbaren Röhren ohne übermässig hohe Herstellungskosten nahezu unmöglich ist.
Dies trifft insbesondere für Röhren für Kurzwellenzwecke zu.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Elektronenröhren mit sogenannten Trimmerelektroden oder Trimmerkondensatoren zu versehen, um die Kapazitäten bei Röhren der gleichen Type genau abzugleichen. Zur Durchführung dieser Trimmung werden die Zuführungsleitungen zweier Elektroden mit auf der Abschlussplatte der Röhre angebrachten Belägen verbunden ; durch eine mechanische Bearbeitung, z. B. Abkratzen der Beläge, werden ihre Kapazitäten zueinander auf den gewünschten Wert gebracht. Diese Bearbeitung erfordert grosse Geschicklichkeit, die naturgemäss die Gestehungskosten der Röhre wesentlich erhöht.
Überdies wurde der Nachteil empfunden, dass die Trimmung von dem Werkzeug und der Hand des Arbeiters beeinflusst wurde, während sich ausserdem der Einfluss von elektrischen Feldern störend bemerkbar machte, wenn die Röhre in die Fassung eingesetzt war. Durch die in der Erfindung gegebene Lehre wurden sämtliche hier aufgezeigten Nachteile behoben.
Die erfindungsgemässe Elektronenröhre ist mit einer Abschirmung versehen und enthält einen Trimmerkondensator, der in einem zwischen der Kolbenwand und der Abschirmung befindlichen Raum untergebracht ist.
Wo hier und im nachfolgenden von der Abschirmung der Röhre gesprochen wird, ist damit sowohl eine elektrisch leitfähige Umhüllung gemeint, die fest auf der Röhrenwand angebracht sein kann, z. B. durch das Spritzverfahren, Eis auch eine leitende Hülse, die klemmend auf die
Röhre aufgeschoben ist. Auch ist darunter ein
Belag zu verstehen, der gegebenenfalls am Fusse der Röhre angebracht ist, wo die Zuführungs- leitungen der Elektroden isoliert durchgeführt sind. Für Entladungsröhren mit einem flachen
Boden nimmt letzterer Teil der Abschirmung die Form eines Napfes mit Durchtrittsöffnungen für die Zuführungsleitungen an. In jedem Falle bildet die Abschirmung einen integrierendcn
Teil der Röhre. Sie braucht aber nicht die ganze
Röhrenwand zu bedecken, sondern kann sich auch über einen Teil derselben erstrecken.
Mit der Elektronenröhre nach der Erfindung werden gegenüber der oben beschriebenen, be- kannten Röhre mit Trimmelektroden wesentliche
Vorteile erreicht. Durch Anbringung des Trimmer- kondensators im erwähnten Raume wird beim
Einstellen des Kondensators die Kapazität von der Hand der ausführenden Person nicht beeinflusst.
Ein wesentlicher Vorteil ist es ferner, d ? ss der Trimmerkondensator staubfrei untergebracht und gegen mechanische Beschädigung geschützt ist.
Die einmal getrimmte Röhre behält daher während des Betriebes immer die gleichen Konstanten.
Ferner verhütet die Abschirmung, dass die Trimmung durch Felder ausserhalb der Röhre beeinflusst wird. Dies ist besonders wichtig, wenn die Röhre in den Röhrenhalter gestellt wird, da jeder Röhrenhalter einigen Einfluss auf die Kapazitäten der Kontaktorgane und somit auf die Elektrodenkapazitäten hat. Bei Anwendung der Erfindung wird der Einfluss des Röhrenhalters auf die Kapazitäten völlig ausgeschaltet.
Bei der oben beschriebenen, bekannten Röhre mit Trimmelektroden, die aus einer auf dem Röhrenboden angebrachten leitenden Schicht bestehen, ist es nicht möglich, nachher noch eine Abschirmung an der Unterseite der Röhre anzubringen, da sich durch diese Abschirmung die bereits eingestellte Kapazität stark ändern würde.
Es gibt viele Ausführungsmöglichkeiten eines Trimmerkondensators, der in einer nach der Lehre der Erfindung aufgebauten Elektronenröhre verwendet werden kann. Die Abmessungen
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des Kondensators sind sehr wichtig, da man die
Abmessungen der Röhre vorzugsweise möglichst klein zu halten wünscht. Da es sich nur um die
Nachregelung sehr geringer Kapazitäten handelt, reichen tatsächlich sehr kleine Kondensatoren aus. Diese können daher leicht zwischen der
Abschirmung und dem Kolben angebracht werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemässen Elektronenröhre wird ein Belag des Trimmerkondensators mit der Abschirmung verbunden. Als ein besonderer Fall dieser Ausführungsform ist eine Bauart zu betrachten, bei der ein Teil der Abschirmung selbst als einer der Kondensatorbeläge dient.
Für sehr kurze Wellen findet diese Ausführungsform im allgemeinen keine Anwendung, da es dann erwünscht ist, einen der Beläge des Trimmerkondensators direkt mit der Kathode zu verbinden.
Bei einer anderen Ausführungsform wird einer der Beläge des Trimmerkondensators von einem Teil der Zuführungsleitung der Elektrode gebildet, deren Kapazität geregelt werden muss. Diese Bauart ist sehr einfach, da dann die Anbringung nur einer zusätzlichen Elektrode für den Kondensator erforderlich ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Elektronenröhre ist diese unten mit einem sogenannten flachen Boden versehen. Hierunter ist ein mehr oder weniger plattenförmiger Abschluss der Röhre zu verstehen, der aber nicht mathematisch eben zu sein braucht, sondern einige Rillen, Ränder oder Vorsprünge enthalten kann. Wird diese Röhre an ihrer Unterseite mit einer Abschirmung versehen, so wird der Trimmerkondensator vorzugsweise zwischen dieser Abschirmung und dem Röhrenboden angebracht. Ist der Trimmerkondensator einseitig mit der Abschirmung verbunden, so lässt sich sehr vorteilhaft die Bauart anwenden, bei der ein Teil der Abschirmung einen der Kondensatorbeläge bildet.
Der bewegliche Teil des Trimmerkondensators kann sowohl mit der Zuführungsleitung, deren Kapazität zu regeln ist, als auch mit der anderen Elektrode, mit welcher der Kondensator verbunden ist, z. B. der Abschirmung, verbunden sein. Letztere Ausführungsform bietet den Vorteil, dass sich der bewegliche Teil auf einem festen Potential befindet und die Trimmung daher nicht durch die Verwendung eines Werkzeuges, z. B. eines Schraubenziehers, zur Einstellung des Trimmerkondensators beeinflusst wird.
Bei einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Röhre wird der bewegliche Teil des Trimmerkondensators vom Dielektrikum gebildet. Dies bedeutet, dass sich zwischen den leitenden Belägen des Trimmerkondensators ein festes Dielektrikum befindet, das mehr oder weniger zwischen die Platten gebracht werden kann ; das wirksame Dielektrikum besteht dann jeweils teils aus Luft und teils aus dem festen Isoliermaterial.
Nach einer besonderen Ausführungsform besteht eine Elektrode des Trimmerkondensators aus einem leitenden Stab oder Streifen, der mit der Zuführungsleitung der zu trimmenden Elektrode verbunden ist. Man kann auch einen der Beläge des Trimmerkondensators auf der Isolierwand der Röhre um die Zuführungsleitung einer Elektrode und in elektrischem Kontakt mit dieser anbringen.
Um nach der Trimmung den bewegliche : 1- Kondensatorteil gegen Verschiebung zu fixieren, kann ein Kitt verwendet werden ; diese Fixierungsweise ist an sich bereits bekannt.
Die Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Fig. 1-13 der Zeichnung dargestellt sind.
In diesen Figuren ist ein Teil einer Röhre dargestellt, die von einer flachen, z. B. am Kolben angeschmolzenen Bodenplatte abgeschlossen ist. Eine der Elektroden ist in sämtlichen Figuren mit der Abschirmung verbunden. Die Erfindung ist aber keineswegs auf solche Röhren beschränkt.
In Fig. 1 ist der Trimmerkondensator ein sogenannter Röhrentrimmer.
In Fig. 2 ist ein Teil einer Zuführungsleitung gleichzeitig ein Teil des Trimmerkondensators.
Dasselbe ist auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3,4 und 5 der Fall.
In Fig. 6 ist der Trimmer als Drahttrimmer ausgebildet, während in den Fig. 7-13 aus zwei oder mehr parallelen Platten bestehende Trimmer dargestellt sind.
In Fig. 1 ist mit 1 die Glaswand der Röhre bezeichnet, die vom Glasboden 2 abgeschlossen ist. In diesem sind die Zuführungsleitungen 3 des nicht dargestellten Elektrodensystems vakuumdicht eingesetzt. Der Röhrenkolben ist von einer Metallhülle 4 umgeben, die am unteren Ende an den Metallnapf 5 anschliesst, der die Röhre an der Unterseite abschirmt. Die Zuführungsleitungen 3 sind frei durch Öffnungen 6 dieses Napfes 5 hindurchgeführt. An einer Zuführung 3 befindet sich ein Querstab 7, der bei 8 z. B. durch Punktschweissung an 3 befestigt ist. Der Stab 7 ist von einer auf ihm fixierten Isolierbuchse 9 umgeben, auf die eine Metallbuchse 10 genau passend aufgeschoben und mittels einer biegsamen Leitung bei 11 mit dem Abschirmnapf 5 verbunden ist.
Die biegsame Leitung ist frei durch die Öffnung 12 hindurchgeführt, so dass man mit einem feinen Werkzeug gleichfalls durch die Öffnung 12 die Buchse 10 entlang der Buchse 9 verschieben kann. Weil auf diese Weise ein grösserer oder kleinerer Teil der Buchse 10 dem Stabe 7 gegenüber zu liegen kommt, lässt sich die Kapazität der mit der Durchführungsleitung verbundenen Elektrode innerhalb bestimmter Grenzen einstellen.
In den Fig. 1-13 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
In der in Fig. 2 gezeigten Röhre ist zwischen der Glasabschlussplatte und der napfförmigen Abschirmung ein Trimmerkondensator sehr einfacher Bauart angebracht. Er besteht aus einer
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gekrümmten Platte 13, die bei 14 am Napf 5 befestigt ist. Als Gegenelektrode für die Platte 13 dient hier ein Teil der Zuführungsleitung 3 ; durch die Öffnung 12 hindurch lässt sich mit einem Instrument die Platte 13 mehr oder weniger zur Leitung 3 hinbiegen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein Drahttrimmer verwendet, der aus einem Leitungsdraht 15 besteht, der auf die Isolierbuchse 16 schraubenförmig aufgewickelt ist. Die Buchse 16 umgibt die Zuführungsleitung 3, von der daher ein Teil als Kondensatorelektrode dient. Das freie Ende des Drahtes 15 ist durch die Öffnung 12 durchgeführt und bei 11 an der napfförmigen Abschirmung 5 befestigt. Zieht man das durch die Öffnung 12 durchgeführte Ende des Drahtes 15 an, so wird sich die Buchse 16 um den Zuführungsleiter 3 drehen, so dass ein Teil des Drahtes abgewickelt und die Kapazität des Kondensators kleiner wird. Der Draht 15 kann in bekannter Weise mittels einer dünnen Lackschicht auf der Buchse 16 befestigt sein.
Zur besseren Drehung um den Leiter 3 lässt sich zwischen letzterem und der Buchse 16 noch eine zweite Buchse anbringen.
In Fig. 4 besteht der Trimmerkondensator aus einer Buchse 17 mit Flansch, die entlang der Zuführungsleitung 3 verschiebbar angebracht ist. Zwischen der Leitung 3 und der Buchse 17 befindet sich ein Isolierstoff 18, der aus irgendeinem plastischen Material bestehen kann, das durch stellenweise Erhitzung fest wird oder z. B. an Luft erhärtet. Die Buchse 17 ist bei 19 mit der Abschirmung 5 verbunden. Die zweite Elektrode des Trimmerkondensators wird von einer leitenden Schicht 20 gebildet, die um den Zuführungsleiter 3 auf dem Röhrenkolben 2 angebracht ist. Diese Schicht 20 kann z. B. aus einer aufgeklebten Metallfolie oder aus einer Versilberung auf dem Röhrenboden 2 bestehen, sie ist mit dem Zuführungsleiter 3 leitend verbunden.
Durch Verschiebung der Buchse 17 längs des Leiters 3 mittels eines durch die Öffnung 21 des Napfes 5 durchgeführten Instrumentes wird die Kapazität des Trimmers eingestellt.
In Fig. 5 bildet ein Teil des Zuführungsleiters 3 den einen und die Buchse 22 den anderen Belag des Trimmerkondensators. Zwischen den beiden Elektroden befindet sich ein deformierbarer Stoff 23. Die Buchse 22 ist bei 24 mit der Abschirmung 4 verbunden. Der Trimmerkondensator wird durch Deformierung der Buchse 22 auf den richtigen Wert gebracht. Vorzugsweise wird hiefür irgendein Werkstoff gewählt, der nach der Bearbeitung hart wird, z. B. ein verhärtender Kitt. Da die Deformierung mittels einer Zange oder eines ähnlichen Werkzeuges bewirkt werden muss, ist diese Bauart für eine Röhre, bei der eine napfförmige Abschirmung verwendet wird, weniger geeignet. Um dennoch eine Abschirmung des Durchführungsleiters 3 zu erzielen, lässt man die den Röhrenkolben umgebende Hülse nach unten vorspringen.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der ein Drahttrimmer verwendet wird ; der Draht ist jedoch, im Gegensatz zu der Aus- führungsform nach Fig. 3, um einen Querstab 25 gewunden, der zugleich die zweite Elektrode des Trimmers darstellt, der am Zuführungsleiter 3 befestigt ist. Der Draht ist durch eine Öffnung 12 herausgeführt und bei 11 an der Abschirmung befestigt. Da in diesem Falle die Richtung, in der beim Trimmer der Draht gezogen wird, die gleiche ist wie die der Elektrode 25, muss naturgemäss das den Draht tragende Isolierröhrchen fest auf der Elektrode 25 befestigt oder wenigstens gegen Abschiebung von dieser gesichert sein.
In Fig. 7 besteht ein Belag des Trimmerkondensators aus einer leitenden Platte 26, die um die Zuführungsleitung 3 längs verschiebbar befestigt ist. Ein Teil der Abschirmung 5 dient als zweiter Trimmerbelag. Durch Verschiebung der Platte 26 ist die Kapazität der letzteren und somit der zu trimmenden Elektrode gegenüber der Abschirmung 5 einstellbar. Das Verschieben längs des Leiters 3 kann z. B. mittels eines durch die Öffnung 27 durchgeführten Werkzeuges erfolgen. Zwischen der Platte 26 und der Abschirmung 5 kann eine Isolierplatte 28 angebracht werden. Das jeweils wirksame Dielektrikum des Kondensators besteht dann teils aus Luft und teils aus einem anderen Isolierstoff.
Bei dieser Bauart muss für einen guten Kontakt zwischen dem Leiter 3 und der Platte 26 gesorgt sein.
In Fig. 8 ist eine Variante der Bauart nach Fig. 7 dargestellt, bei welcher die Platte 26 nicht durch Schieben, sondern durch Drehen verstellt wird. Zu diesem Zwecke ist der Leiter 3 bei 29, ebenso wie das Loch in der Platte 26 mit
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das Wegfräsen eines kleinen Teiles an der Unter- seite der Abschirmung entstanden, wie dies in
Fig. 13 perspektivisch dargestellt ist. Der besondere Vorteil der Bauart nach den Fig. 9 und 10 liegt erstens in den ausserordentlich geringen Abmessungen und ferner in der Tat- sache, dass hier ein Isolierteil verdreht wird.
Ein guter Kontakt mit dem festen Kondensator- belag ist daher immer gewährleistet. Bei einer besonderen Ausführungsform dieses Konden- sators lassen sich noch Öffnungen bestimmter
Form in der Isolierplatte 31 anbringen.
In Fig. 11 ist eine Ausführungsform eines
Trimmerkondensators in einer erfindungsgemässen
Röhre dargestellt, bei welcher der bewegliche
Teil, der Rotor, des Kondensators aus einer
Metallplatte 33 besteht, die drehbar um die
Zuführungsleitung 3 und in leitender Verbindung mit dieser angebracht ist. Zwischen dieser Platte und der Abschirmung, von der ein Teil als zweiter
Kondensatorbelag dient, befindet sich eine Isoler- scheibe 34 mit einer Öffnung 35 beliebiger Form.
Wie aus der Draufsicht des Kondensators in
Fig. 12 hervorgeht, hat die Metallplatte 33 etwa die Form eines Halbkreises. Durch eine Drehung dieser Platte, die durch die Öffnung 12 hindurch erreicht werden kann, wird die Öffnung 35 in der Platte 34 mehr oder weniger bedeckt, so dass sich die Kapazität des Trimmerkondensators ändert.
Bei dieser Bauart muss wieder für einen einwandfreien Kontakt zwischen der Platte 33 und dem Zuführungsleiter 3 gesorgt werden.
Nach einer besonderen, nicht dargestellten Ausführungsform lässt sich die Öffnung auch in der als Belag des Trimmerkondensators dienenden Abschirmung anbringen. Durch Drehung der Platte 33 über die Scheibe 34, welche dann keine Öffnung zu haben braucht, wird die Gesamtfläche der einander gegenüberstehenden Kondensatorbeläge geändert, woraus sich eine Änderung der Kapazität ergibt.
Die in den Fig. 1, 2,4 und 7-13 dargestellten Ausführungsformen von erfindungsgemässen Röhren bieten insbesondere den Vorteil, dass der bewegliche Teil des Trimmerkondensators in zwei Richtungen verstellbar ist. Die richtige Stellung lässt sich daher durch das Hin-und Herbewegen sehr genau bestimmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektronenröhre mit einer Abschirmung und einem Trimmerkondensator, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator in einem zwischen der Kolbenwand und der Abschirmung befindlichen Raume untergebracht ist.