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Elektronenröhrenaufbau mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten, konzentrischen, flanschförmigen Tragteilen zur Halterung der Elektroden
Die komplizierten Gebilde als welche Elektronenröhren herkömmlicher Art aufzufassen sind, fUhren zu unerwünschten Beanspruchungen, die eine Folge von Verformungen sind, die während der Erzeugung der Röhre angewendet werden. Solche mechanische Spannungen sind zu beanstanden, weil sie die Relativ- lagen der Röhrenteile zu verändern trachten, wodurch die elektrischen Daten der Röhre abträglich verän- dert werden können.
Beispiele für die unvermeidbare Hervorbringung von Spannungen sind die Herstellung der Durchführungsleiter und die Verformung derselben um bestimmte Elektroden zu halten, das Biegen von
Verbindungselementen die zur geeigneten Abstandhaltung von Röhrenelementen dienen und die Verbin- dung von Röhrenteilen durch Schweissen.
Ein anderes Problem, das sich aus der gebräuchlichen Art der Herstellung von Elektronenröhren her- leitet, besteht in der Beschränkung der für manche Röhrenteile möglichen Stoffauswahl. Beispielsweise werden in weitem Masse für die Abstandhaltung und Lagefixierung Glimmerplättchen verwendet. Glim- mergebilde sind jedoch von geringer Festigkeit und oft tür die Durchführung kritischer D istanzierungsaufgaben unbrauchbar. Glimmer ist ferner wegen seiner Neigung sich zu spalten und wegen seines Wassergehaltes ungünstig. Ein Teil dieses Wassers wird während der Wärmebehandlung der Röhre, ein anderer Teil während ihres Betriebes frei. Dieses Freiwerden von Wasser ist der emittierenden Beschichtung der Kathoden von Empfängerröhren schädlich.
Auch ein anderes wasserhältiges Material, nämlich Glas, wird in solchen Röhren ganz allgemein in Form von Haltern und Gefässen verwendet. Ausserdem beschränkt die Verwendung von Glimmer und Glas in Empfängerröhren die Fabrikationstemperaturen, indem das in Frage kommende Glas bei 400-450OC erweicht und Glimmer bei ungefähr 6000C Wasserdampf abgibt.
Ein weiteres mit der Herstellung von Empfängerröhren verbundenes Noblem hängt mit der herkömmlichen Herstellungstechnik zusammen. Die herkömmlichen Röhren erfordern mehrere Montage-Untereinheiten um daraus einen Röhrenaufbau zusammenzusetzen. Solche Untereinheiten umfassen mindestens einen Halter und einen Elektrodenkäfig. Jede dieser Untereinheiten wird an einem andern Ort hergestellt und erfordert eine bestimmte Art von Hilfsmitteln. So wird ein Halter oder ein Röhrensockel in einer Maschine hergestellt. Der Halter besteht aus einem Glasplättchen mit sich durch dieses erstreckenden Leitungsdurchführungen. Die Durchführungen müssen zu einer bestimmten Form gebogen werden, die für eine sehr grosse Zahl verschiedenster Röhren immer anders ist.
Elektrodenkäfige werden entweder automatisch oder von Hand aus unter Zuhilfenahme geeigneter Behelfe montiert. Diese beiden Montageeinheiten werden durch ein Schweissschrittverfahren miteinander vereinigt, das eine Reihe von nacheinander hergestellten Einzelschweissungen umfasst. Die Herstellung dieser Schweissverbindungen erfolgt unter Durchführung deformierender, aus verschiedenen Richtungen wirkender Kräfte und ist die Ursache von Spannungen, die in unterschiedlichen Richtungen wirken.
Gegenstand der Erfindung ist es nun, eine verbesserte Elektronenröhre zu schaffen, wobei nach einer bevorzugten Ausführungsart die Röhre durch verbesserte Wirksamkeit ausgezeichnet ist und sich durch einen Aufbau auszeichnet, der eine vielseitigere Verwendbarkeit bei vereinfachter Herstellung ermöglicht. Weitere ErfindW1gsgegenstände bestehen in der Schaffung von Röhrenaufbauten, welche frei von während der Fertigstellung der Röhren auf eine Veränderung der Elektrodenabstände hinwirkende Spannungen sind, wobei der Aufbau aus vergleichsweise einfachen Teilen bestehen und ein Gebilde vorstellen soll, dessen Teile relativ hohen Temperaturen widerstehen können, wodurch die Voraussetzung für die Anwen-
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dung verbesserter Herstellungsmethoden geschaffen wird.
Zur Lösung dieser Aufgaben wird von einem Elektronenröhrenaufbaü mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten, konzentrischen, flanschförmigen Tragteilen zur Halterung der Elektroden und mit parallelen Stiften, welche diese Tragteile abstützen, ausgegangen.
Bei einem solchen Aufbau kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, dass der Röhrenboden eine Scheibe aus keramischem Material ist, die längs ihres Umfangs mit der Röhrenh1ûle dicht verbunden ist und die untereinander parallelen Stiften, die gruppenweise auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind, bis in diesen Röhrenboden bzw. zur Bildung von Anschlussstiften durch diesen hindurch ragen, wobei die Länge dieser Stifte gemessen vom Röhrenboden bis zu ihren im Inneren der Röhre liegenden, mit den Tragteilen verbundenen Enden umso grösser ist, je grösser der Abstand der Stifte vom Mittelpunkt des Röhrenbodens ist und die Enden von jeweils zu einer Gruppe gehörenden Stiften mit je einem der Tragteile, welche Ringform haben, verbunden sind, um die auf diesem Tragteil angeordnete Elektrode zu tragen.
Zweckmässig ist es, wenn jeder flanschförmige
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die Form einer Ringscheibeelement aufnimmt und dass diese Ringscheiben am äusseren Rand eine Rinne aufweisen, in welcher die En- den der zugehörigen Stifte fixiert sind und die in die entgegengesetzte Richtung wie die Ausnehmung weist.
Die schematischen Zeichnungen dienen der Erläuterung weiterer Merkmale und Einzelheiten der Er- findung. Es zeigt Fig. 1 auseinandergezogen die Einzelteile einer erfindungsgemäss beschaffenen Röhre,
Fig. 2 im Schnitt eine Montagevorrichtung in die einige der in Fig. 1 gezeigten Bestandteile eingesetzt sind, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 einen teilweise im Schnitt dargestellten Aufriss eines ein selbsttragendes Gebilde ergebenden Röhrenauf- baues gemäss Fig. 2, d. h. nach Lagefixierung der Teile und nach Hinzufügung einer aktiven Kathoden- oberfläche ;
Fig. 6 zeigt im Schnitt eine Vorrichtung zur Aufnahme der ineinandergesteckten Röhrenauf- bauten und der Aussenhülle, welche Vorrichtung dazu dient, den Kathodenbelag zu aktivieren, die Röhrenbestandteile zu entgasen, das aus Hülle und Aufbau bestehende Gebilde zu evakuieren und den Gefäss- mantel mit der Tragplatte der Aufbauten zu verbinden und schliesslich Fig. 7 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht der fertigen Röhre.
Zu den Bestandteilen dieses Ausführungsbeispieles zählen ein Gefässmantel 12 aus Metall, etwa Stahl, doch kann er auch aus anderem Material, z. B. Keramik, bestehen. Eine isolierende Platte oder Scheibe 14 (imfolgenden einfach"Teller"genannt), die aus Keramik, z. B. Forsterit, besteht, weist an ihrem Umfange einen Metallüberzug 16 auf und besitzt einen Durchmesser, der ein knappes Eintreten dieses Tellers in den Mantelrand des Teiles 12 erlaubt. Der Metallüberzug kann aus Molybdän bestehen. Der Teller 14 weist ferner eine Anzahl von Durchbrechungen auf. Die diese Durchbrechungen bestimmenden Wandungen sind mit einem Metallüberzug 18, z. B. aus Molybdän bestehend, versehen.
Eine Mehrzahl gera- der Drähte, umfassend Zuführungsdrähte 20, 22, 24, 26 und 28 und Tragdrähte 30, 32, 34, 36, 38 und 40, die aus einem feuerfesten Material, z. Molybdän bestehen, haben einen Durchmesser, der ihnen einen freien aber passenden Eintritt in die Durchbrechungen des Tellers 14 ermöglicht. Die koaxial und ineinander angeordneten Elektroden umfassen eine rohrförmige Kathodentraghülse 42, die aus einem Metall bestehen kann, das im Handel unter der Bezeichnung"Nichrome"erhältlich ist, ein rohrförmiges Gitter 44und eine rohrförmige Anode 46 aus Metall, z. B. Nickel. Diese Elektrodenelemente können an Kragen oder Flanschen 48, 50 bzw. 52 befestigt werden, die z. B. aus Stahl bestehen mögen.
Die Durchmesser der Elektrodenelemente. sind so bemessen, dass sie passend in die Rohrteile oder Absetzungen 54, 56, 58 der genannten Flanschen eintreten können und gegen die nach einwärts weisenden Anschläge 60, 62, 64 stossen.. Die Flanschen 48. 50 und 52 wirken mit Drahtdurchführungen 20 - 28 und Tragteilen 30-. 40 zusammen, letzteres in ringnutenförmigen Teilen, die eine Auftragung 68, 70 und 72 eines geeigneten Lötmittels besitzen. Ein rohrförmiger, an einem Ende geschlossener Kathodenteil 74 trägt eine emittierende Beschichtung 76. Dieser Kathodenteil hat die Form eines Bechers mit einem solchen Innendurchmesser, dass sich ein passender Sitz auf dem Kathodentragteil erzielen lässt. In Verbindung mit der Traghitlse 44 bildet er die Kathode der Röhre.
Ein Heizdraht 77, der doppelt gewendelt sein möge, ist so beschaffen, dass er in die aus Teil 74 und Hülse 42 bestehende Einheit eingesetzt werden kann, um die letztere auf Emissionstemperatur zu erhitzen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Durchbrechungen des Tellers 14 im Falle einer Triode in vier konzentrischen Kreisen 78, 80, 82 und 84 angeordnet, und es sind in jedem dieser Kreise drei Öffnungen in gleichem Abstand voneinander angeordnet. Die Öffnungen sind in benachbarten Kreisen jeweils um 600 gegeneinander versetzt, um zwischen ihnen den grösstmöglichen Abstand zu sichern.
Gemäss dieser Anordnung umfasst der innerste Kreis 84 drei Öffnungen 86, 88, 90, die im Winkelab-
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stand von 1200 angeordnet sind. Der nächstbenachbarte Kreis 82 enthält drei Durchbrechungen 92. 94 und 96, die untereinander einen Winkelabstand von 1200 und hinsichtlich der Durchbrechungen 86, 90 einen solchen von 600 einhalten. Der dritte Kreis 80 enthält Durchbrechungen 98, 100, 102, die wieder gegen- seitigum 1200 und hinsichtlich der Durchbrechungen 92, 94 und 96 um 600 versetzt sind. Auch die Durch- brechungen 104, 106, 108 im äussersten Kreis 78 sind gegenseitig um 1200 und hinsichtlich der Durchbre- chungen 98, 100 und 102 um 600 versetzt.
Die sich durch die verschiedenen Durchbrechungen erstrecken- den Zuführungs-und Stützdrähte sind demnach befähigt, eine Mehrzahl von Dreifusssystemen zu bilden, die sich durch günstige Starrheit und verminderte Kapazität auszeichnen.
Wie schon vorhin erwähnt, tragen die Flanschen 48, 50 und 52 eine metallische Beschichtung 68, 70 und 72, die aus Kupfer oder einem andern geeigneten Hartlötmetall bestehen kann. Die Durchführungs- und Tragdrähte sind ebenfalls mit einem geeigneten Metall wie Kupfer beschichtet, um die Verschwei- ssung zu ermöglichen. Diese Schichten können durch Elektroplattierung aufgetragen werden.
Die Metallbeschichtung des keramischen Tellers kann im Wege irgendeinesbekannten Metallisie- rungsverfahrens erzeugt werden. In diesem Beispiel ist jedoch an die Verwendung einer Lösungsmetallisie- rung gedacht, wozu von löslichen Molybdänsalzen ausgegangen wird, um eine metallische Beschichtung auf allen exponierten Oberflächen des Tellers zu erzeugen. Nach Reduktion des Molybdänsalzes wird ein
Schleifprozess angewendet, um die Metallschichte von den ebenen Flächen des Tellers zu entfernen. Nach diesem Schleifvorgang trägt der Teller 14 eine Metallschichte 16, 18 lediglich an bevorzugten Oberfll- chenbereichen, nämlich auf den Wandungen der Durchbrechungen und auf der Peripherie.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden nur einige der in Fig. 1 gezeigten Drähte, nämlich'die
Drähte 20, 22, 24, 26 und 28 für Durchführungszwecke verwendet. Daher besitzen diese Drahte eine ausreichende Länge, um nicht nur mit den ihnen zugeordneten Röhrenelementen im Inneren der fertigen Röhre in Verbindung zu stehen, sondern auch um sich vom Teller 14 nach aussen zu erstrecken und als
Anschlussstifte zu dienen. Demnach erstrecken sich die Zuführungsdrähte 20, 22, 24, 26 und 28, wie Fig. 2 zeigt, durch die Öffnungen 106, 98, 94, 86 bzw. 88. Die Zuführungsdrähte 20, 22 und 24 stehen mit Kragen 52, 50 bzw. 58 in Verbindung, die mit den drei Röhrenelektroden verbunden sind, wogegen sich die Zuführungsdrähte 26 und 28 nur wenig über den Teller erstrecken, damit sie mit den freien Enden der Heizwicklung 110 und 111 verbunden werden.
Die inneren Enden der Zuführungsdrähte 26, 28 mögen einen Metallüberzug, z. B. aus Kupfer tragen, damit an diesen die Heizfadenenden angeschlossen werden können.
Die andern in Fig. 1 gezeigten Drähte, nämlich 30, 32, 34, 36, 38 und 40, haben eine Länge, die ausreicht, um sie in Berührung mit den Flanschen 48, 50 und 52 zu bringen und um nur teilweise in den Tel- ler 14 zu reichen. So ist aus Fig. 4 ersichtlich, dass der Draht 34 nur zum Teil den Teller durchsetzt. Anders als der Draht 28 erstreckt er sich (ausserhalb der Röhre) nicht nach aufwärts, um so als Zuführungelektrode zu dienen. Die nicht verwendeten Durchbrechungen 92, 96, 10 J. 102, 104 und 108 (Fig. 3), von denen eine in Fig. 4 gezeichnet ist, können mit einem z. B. aus Kupfer bestehenden Metallkörper 113 gefüllt werden. Die Öffnung 90 des innersten Kreises, in die kein Zuführungsdraht reicht, kann ebenfalls mit einem Metallbolzen ausgefüllt werden, wie z.
B. aus Kupfer, um einen hermetischen Verschluss dieser Öffnung zu erzielen. Obgleich die Öffnung 90 nutzlos ist, wenn einmal die geeigneten Durchbrechungen im innersten Kreis gewählt wurden, welche die Heizleiter 110 und 111 aufnehmen sollen, so ist sie zur Orientierung des Tellers hinsichtlich dieser Heizfadenanschlüsse dann von Nutzen, wenn es sich um eine mechanisierte Montage handelt.
Nach einer andern Vorgangsweise sind die Zuführungsdrähte und die Stützdrähte vorerst gleich lang und werden nach Fertigstellung der Röhre auf die gewünschte Länge zugeschnitten.
Die vorhin genannten metallischen Überzüge sind nicht nur auf den Absetzungen 54, 56, 58 der Kragen vorgesehen, sondern umfassen auch innere metallische Überzüge 115, 117 und 119 (Fig. 1), 11m die genannten Flanschenteile mit der Kathodenhülse 42, dem Gitter 44 und der Anode 46 auf eine noch zu beschreibende Weise zu verschweissen.
Es ist ersichtlich, dass die Flanschen 48, 50 und 52 sich nach aussen erstreckende Tragteile für ihre Elektrodenelemente vorstellen. Demnach besitzt jedes Elektrodenelement an seinem einen Ende einen sich erweiternden Tragteil, durch welchen es, wie dies im folgenden noch deutlicher erklärt wird, mit ihrer Gruppe von drei Drähten verschweisst wird. Jede Dreiergruppe von Drähten stellt einen Dreifuss vor, durch den jeder Tragteil und das zugeordnete Elektrodenelement von dem Teller gestützt und getragen wird. Es ist auch ersichtlich, dass die Drähte, die mit dem einen Tragteil zu verbinden sind (z. B. dem Gittertragteil oder Gitterflansch 50), weiter voneinander entfernt sind als die Drähte, die mit einem andern Tragteil (z. B. dem Tragteil 48 der Kathodenhülse 42) verbunden sind.
Die Drähte, die am weitesten vonein-
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ander entfernt sind, sind jene, welche den Tragteil tragen, der in der grössten Entfernung vom isolieren- den Teller 14 angeordnet ist.
Die Metallhülse 12 ist mit einer nach aussen gezogenen Erweiterung 116 versehen (Fig. 1 und 7), auf welche Weise man einen ringförmigen Anschlag 118 erhält, gegen welchen sich der Teller 14 anlegt, um so das Ausmass, um welches der Teller in die Hülse eindringen kann, festzulegen. Um die Hülse 12 mit der am Umfang des Tellers 14 vorhandenen Metallisierung 16 hermetisch zu verbinden, verwendet man einen Ring 120 aus Lötmetall, vgl. Fig. 6.
Im folgenden wird, als Beispiel für die Ausübung der Erfindung, eine bevorzugte Art des Zusammensetzens und Vorbehandeln der Röhrenteile beschrieben. Gemäss diesem Beispiel umfasst das Verfahren drei
Gruppen von Verfahrensschritten.
Die erste Gruppe von Schritten umfasst die Vereinigung gewisser aus Fig. 1 ersichtlicher Teile in einer geeigneten Arbeitsvorrichtung, wie dies Fig. 2 zeigt, die zweite Gruppe besteht in einer Erhitzung der Vorrichtung und der darin enthaltenen Teile zwecks Verschweissung zu einem spannungsfreien, selbsttragenden Gebilde mit anschliessendem Hinzufügen eines weiteren Teiles zu diesem, und die dritte Gruppe besteht darin, dass zu dem geschweissten Gebilde ein weiterer Teil hinzugefügt wird, sowie im Erhitzen des so resultierenden Gebildes unter Vakuum auf eine Temperatur, die niedriger ist als die der ersten Erhitzung, um so die zusätzlichen Teile mit dem selbsttragenden Gebilde zu verbinden und um okkludierte Gase auszutreiben.
Zur Durchführung der ersten Gruppe von Herstellungsschritten bedient man sich einer Montagevorrichtung 121, die aus Metall nach Art des"Nichromes"oder aus einem keramischen Baustoff wie Zirkon- oder Aluminiumoxyd besteht. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, umfasst diese Vorrichtung eine zylindrische Wandung mit an einem Ende derselben vorgesehenen Bodenteil 124. Um die Wärmeübertragung zu erleichtern, können Teile der Wandung weggeschnitten sein. Im Bereiche des freien Endes ist die Wand 122 vergleichsweise dünn, um eine Ringschulter 125 zu bilden.
Vom Bodenteil 124 erheben sich zwei konzentrische, relativ dünnwandige, zylindrische Körper 126, 128, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, um zwischen sich das zylindrische Gitter 44 und die zylindrische Anode 46 im gegenseitigen Abstand aufzunehmen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der äussere Zylinder 126 hat eine Länge, die etwas geringer als die der zylindrischen Anode 46 ist und einen solchen Innendurchmesser, dass die Anode 46 gut passend aufgenommen werden kann. Der Innenzylinder 128 weist eine Länge auf, die der Länge des Aussenzylinders 126 entspricht und einen Aussendurchmesser, um das Gitter 44 passend aufnehmen zu können. Des weiteren hat der Innenylinder einen Innendurchmesser, um die zylindrische Kathodenhülse 42 passend aufnehmen zu können.
Der Bodenteil 124 der Vorrichtung weist eine Ringnut 129 auf, die neben der Aussenfläche des Innenzylinders 128 verläuft und dem Gitter 44 gestattet, sich nach unten weiter zu erstrecken als die Anode 46 und die Kathodenhülse 42, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der eine verminderte Wandstärke aufweisende Bereich 130 der Aussenwandung 122 der Vorrichtung besitzt einen Innendurchmesser, um den Teller 14 passend aufnehmen zu können.
Beim Zusammenbau der Teile vermittels der eben beschriebenen Vorrichtung werden die Anode 46, das Gitter 44 und die Kathodenhülse 42 in teleskopischer, ineinandergeschachtelter Anordnung hinsicht- lich der Vorrichtungszylinder 126, 128 angeordnet, wie dies die Fig. 2 erkennen lässt. Eine bestimmte Reihenfolge in der Einbringung dieser Teile braucht nicht eingehalten zu werden.
Anschliessend werden die Tragteile oder Flanschen 48, 50 und 52 auf den drei eben erwähnten Elektrodenelementen in. der Reihenfolge ihrer Aufzählung montiert und in der richtigen Lage dadurch gehalten, dass die Enden der Elektrodenelemente mit den Anschlägen 60, 62 und 64 der Flanschen zusammenwirken. Der Grössenabmessungen der Flanschen wegen ist es empfehlenswert, wenn die angegebene Reihenfolge der Einbringung in die Vorrichtung eingehalten wird. Demnach muss man die Scheibe 52 zuerst auf der Anode 46 montieren. Es ist ersichtlich, dass die rohrförmigen Teile oder Absetzungen 54, 56 und 58 der Flanschen. im Verein mit den Anschlägen 60, 62, 64, dazu dienen, um die Flanschen auf den Elektrodenelementen in Lage zu halten, bis die Teile durch den Lötvorgang miteinander fest verbunden sind.
Wenn die Flanschen wie angegeben montiert werden, weisen ihre die Metallauftragungen 68, 70 und 72 tragenden Vertiefungen nach aufwärts.
Nun kann man den Heizfaden 77 in die Kathodenhülse 42 einbringen, so dass er gegen den Boden 124 der Montagevorrichtung stösst. Die Einhaltung einer bestimmten Reihenfolge bei Montage des Heizfadens 77 ist nicht nötig, doch sichert die Einbringung der Kathodenhülse 42 vor dem Heizfaden, dass diese Hülse nicht mit den Enden des Heizfadenelementes kollidiert.
Nachdem die Röhrenelemente wie eben angegeben eingebracht worden sind, wird der Teller 14 in den durch den dünneren Wandteil 130 definierten Endbereich der Vorrichtung eingesetzt, bis er auf der
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Ringschulter 125 aufruht, vgl. Fig. 2. Während der Einbringung des Tellers 14 werden die beiden nach oben weisenden Enden des Heizfadenelementes in zwei Öffnungen im Innenkreis 84 der Durchbrechungen des Tellers eingesetzt. Beispielsweise werden diese Enden teilweise durch die Öffnungen 86, 88, Fig. 3 gesteckt.
Die letzten Elemente, die in die Vorrichtung einzusetzen sind, sind die in Fig. l gezeigten Durch- fijhrungs-und Stützdrähte. Aus Gründen der zweckmässigeren Montage werden zuerst jene Drahtstücke eingesetzt, welche bloss als Stützorgane wirken und erst dann werden die die Zuführungen vorstellenden Drahtstücke eingebracht. Die Zuführungsdrähte sind zweckmässig in winkelmässiger Hinsicht gegeneinander und hinsichtlich der Stützdrähte im Abstand anzuordnen, um verminderte Eigenkapazitäten zu sichern. Die Teilkreise der Tellerlochungen sind so ausgemittelt, dass diese Lochungen oder Durchbrechungen mit den Randsicken der Flanschen 48, 50, 52 übereinstimmen, welche die Metallisierungen 68, 70 und 72 tragen.
Als Folge davon ergibt sich, dass jedwede rein zufällige Winkelorientierung des Tellers 14 hinsichtlich der eben erwähnten Flanschen nicht nur die Koaxiallage dieser Teile mit Bezug aufeinander nicht stört, sondern auch gewährleistet, dass jede Durchbrechung des Tellers 14 mit den zugeordneten Sicken der Flanschen in Übereinstimmung oder Deckung bleibt. Diese Unabhängigkeit einer bestimmten Winkelbeziehung des Tellers 14 von den Flanschen 48, 50 und 52 erleichtert die Montage, mag diese nun händisch oder auf mechanischem Wege vor sich gehen.
Die soweit beschriebene Einbringung der Zuführungs- und der Stützdrähte bringt sie in eine Lage, dass sie die zugeordneten Flanschen 48, 50 und 52 berühren und gleichzeitig werden die Zuführungsleitungen 26 und 28 veranlasst, mit den Enden 110 und 111 des Heizelementes in Berührung zu kommen. Demnach
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die SttitzdrÅahte 38, 40 mit dem Flansch 48 in Berührung. Die Drähte 30, 32 sind länger als die Drähte 34, 36 und letztere sind länger als die Drähte 38, 40, dies wegen des Vorhandenseins von Axialabständen zwischen den Flanschen 48, 50 und 52. Die Zuführungsdrähte 20, 22 und 24 stehen mit den Flanschen 50, 52 bzw. 48 in Berührung.
Die In der Nahe der Flanschenumfänge ausgeführten Sicken dienen dazu, die Enden der Drähte für den folgenden Schweissvorgang an Ort zu halten.
Schliesslich können (nicht dargestellte) Kugeln aus Kupfer in die durch die von Durchführungen nicht belegten Enden der Durchbrechungen 92, 96, 100, 102, 104 und 108 gebildeten Vertiefungen eingelegt werden, um die Vertiefungen auszufüllen und zu ihrem hermetischen Verschluss beizutragen. Ein aus
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Die sich so ergebende lose Zusammenstellung von Einzelteilen stellt ein System von Flanschen vor, in welchem die Flanschen sowohl in der Quer- oder Radialrichtung, als auch in der Längsrichtung der Vorrichtung 121 abgestuft sind. Dies ist nicht nur hinsichtlich der Montage, wie eben beschrieben. von Vorteil, sondern auch insoferne, als man ein Gebilde erhält, in welchem kapazitive Beeinflussungen zwischen den Zuführungen vermindert sind. Des weiteren steht jedes Element mit einem andern über eine Metallschichte in Verbindung, mit der es möglich ist, diese Elemente untereinander zu einem festen Gebilde zu verbinden, nachdem die zweite zu beschreibende Gruppe von Verfahrensschritten vollendet ist.
Die lose zusammengesetzten Teile sind frei von Spannungen und daher selbst spannungsfrei.
Die zweite Gruppe von Verfahrensschritten umfasst die Erhitzung der Vorrichtung 121 und der in ihr gemäss Fig. 2 untergebrachten Teile, in einer reduzierenden Atmosphäre, wie z. B. Wasserstoff. Der erste Schritt der zweiten Gruppe von Schritten besteht in einer Erhitzung der Vorrichtung und ihrer Teile in einem Wasserstoffofen, in dem eine Temperatur von zirka 11300C herrscht. Gemäss einer beispielsweisen Vorgangsweise wurden die Teile während der ersten Minute der Erhitzung auf Ofentemperatur gebracht.
Nachdem die Teile diese Temperatur angenommen hatten, wurden sie über einen Zeitraum von mehreren Minuten im Ofen belassen. Der nächste Schritt besteht darin, die Vorrichtung und die darin befindlichen Teile auf eine Temperatur von zirka 2500C abzukühlen. Dieser Abkühlungsvorgang dauert unge- f hr 2 min. Die in der Vorrichtung untergebrachten Teile sind nun durch die früher erwähnten Metallbe- schichtungen miteinander verschweisst. Nach Entnahme aus dem Ofen erlaubt man der Vorrichtung und den Teilen eine Abkühlung auf Raumtemperatur ohne zusätzliche Kühlung. Während dieses zweiten Hel- stellungsvorganges werden die Teile in keiner Weise unter die Wirkung von Spannungen gebracht.
Das resultierende verschweisste Gebilde wird nunmehr aus der Vorrichtung entnommen und die Kathode 74 wird dicht passend über das freie Ende der Kathodentraghülse 42 geschoben, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Auf diese Weise nimmt nun die Kathode einen Teil jenes Raumes ein, der früher vom Vorrichtungszylinder 128 eingenommen wurde und der als zeitweilige Stützglied diente und der entfernt wird, indem das verschweisste Gebilde aus der Vorrichtung herausgenommen wird.
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Die innere Oberfläche des Teiles 74 und die äussere Oberfläche der Kathodenhülse 42 sind hinreichend 'rauh, um eine Vielfachpunktberührung zu sichern, die zu einer innigen Verbindung durch Sintern führt, sobald die dritte Gruppe der Erzeugungsschritte angewendet wird, die nunmehr erläutert sei.
Die dritte Gruppe von Verfahrensmassnahmen schliesst die Verwendung einer Heiz- und Pumpvorrich- tung ein, die in Fig. 6 dargestellt ist. Diese Vorrichtung bildet eine evakuierte Kammer, z. B. in Form einer Glocke 140 aus keramischem Material oder einem hitzebeständigen Glas, die an. eine (nicht dar- gestellte) Vakuumquelle dicht angeschlossen ist, indem sie auf einer hitzebeständigen Dichtung 142 an- liegt, die auf einem mit Flansch versehenen, metallischen Leitungsteil 144, der mit der Vakuumquelle in Verbindung steht, ausgebildet ist. Innerhalb der Glocke ist eine metallische Muffel 146 mit nahe ihren
Enden angeordneten Hitzeschirmen 148 und 150 untergebracht. Innerhalb der Muffel 142 ist des weiteren ein Tragglied 152 vorgesehen, auf dem eine Röhrenzusammenstellung, bestehend aus dem GefässteiI 12 und dem Teller 14 mit dem in.
Fig. 5 dargestellten Gebilde, zwischen den Schirmen 148 und 150 untergebracht werden kann. Eine Hochfrequenz-Induktionsspule 154, die mit einer (nicht gezeichneten) geeigneten, einstellbaren Energiequelle verbunden werden kann, ist zur Erhitzung der Muffel 146 vorgesehen. Die Muffel strahlt ihrerseits Hitze an die genannte Röhrenzusammenstellung ab.
Bei Durchführung der dritten Gruppe von Verfahrensschritten wird die Hülse 12 über den Tellerrand 14 geschoben, bis die Absetzung 118 (Fig. l) der Hiille auf dem Teller aufliegt, nachdem zuvor ein Ring aus Lotmetall 120 so eingebracht wurde, dass er mit der Peripherie des Tellers in Berührung steht und auf dem Hülsenrand liegt, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist. Dieses Rohrengebilde wird sodann auf den Halter 152 gelegt und die Spule 154 eingeschaltet, um die Muffel 146 auf eine Temperatur zu bringen, die hoch genug ist, um mittels strahlender Hitze das Röhrengebilde auf ungefähr 8000C zu erhitzen.
Das Gebilde wird auf dieser Temperatur über eine Zeit von einigen Minuten belassen, um eine Entgasung der Metallteile der Zusammenstellung zuerreichen. Während dieser Erhitzung ist die Vakuumquelle in Tätigkeit, um Gas aus der Glocke 140 und aus dem Inneren der Röhre, das durch die Hülle 12 und den Teller 14 umgrenzt ist, zu entfernen. Die Entfernung der Gase aus diesem Raum geschieht durch einen Ringspalt, der zwischen der nur lose zusammengesteckten Hülle und dem Teller mit Röhrenaufbau besteht. Diese erwähnte Temperatur reicht nicht aus, um den Lötmetallring 120 zu schmelzen oder die vollständige Ansinterung der Kathode 74 an die Hülse 42 zu bewirken. Versuche haben ergeben, dass eine Zeitspanne von einigen Minuten ausreicht, um eine zu befriedigenden Röhren führende Entgasung zu sichern.
Eine längere Zeitdauer, bis zu 60 min, schafft natürlich grössere Sicherheit, dass die Entgasung und Evakuierung bis zum möglichen Maximum getrieben worden ist.
Anschliessend wird unter Beibehaltung der Evakuierung der Glocke 140 die Energiezufuhr an die Spule 154 vergrössert, um die Röhrenteile auf eine Temperatur von zirka 9500C zu bringen. Bei dieser Temperatur schreitet das Ansihtern des Teiles 74 an dessen Traghülse 42 weiter fort und der Lötmetallring 120 schmilzt, um zwischen der Hülle 12 und dem Teller 14 eine vakuumdichte Verbindung herzustellen, aber die früher hergestellten Schweissverbindungen werden nicht abträglich beeinflusst, indem ein Wiederschmelzen des Kupferlötmetalls nicht eintritt. Um ein Schmelzen bei diesen niedrigeren Temperaturen zu sichern, kann der Lötring 120 aus einer geeigneten Legierung wie z. B. Nickel-Zinn oder einer, die als NIORO- Lot bekannt ist und Nickel und Gold enthält, hergestellt werden.
Während des Entgasungsvorganges kann dem Heizfaden 77 elektrische Energie zugeführt werden, um die Wirkung der der Muffel 146 zugeführten. Hitze zu vermehren und dadurch die Entgasung zu verbessern. Versuche haben jedoch ergeben, dass man zufriedenstellende Röhren auch dann erhält, wenn dem Heizdraht Energie nicht zugeführt wird.
Eine durch die im vorhergehenden beschriebenen drei Gruppen von Verfahrensschritten erhaltene Röh- re ist in Fig. 7 dargestellt. Der Kathodenteil 74, das Gitter 44 und die Anode 46 werden starr von den Tragteilen oder Flanschen 48, 50 bzw. 52 getragen, die je eine beträchtliche Seitenerstreckung aufweisen und je an ihren Peripherien durch einen aus Durchführungen und Tragstützen gebildeten Dreifuss, der am Teller 14 festen Halt findet, getragen werden. Auf diese Weise wird die Möglichkeit von Relativbewegungen zwischen den Elektroden sowohl in winkelmässiger als auch geradliniger Richtung wirkungsvoll beseitigt und die Voraussetzung für eine extreme gegenseitige Annäherung von Kathode und Gitter ohne Gefahr von Kurzschlüssen zwischen diesen Teilen geschaffen.
Derrelativeinfache Aufbau der Röhrenteile und die vorteilhafte Methode ihres Zusammenbaues machen es möglich, Röhren von sehr kleinen Abmessungen zu erzeugen.
Beispielsweise betrug der grösste Durchmesser einer Röhre zirka 9 mm und die Röhrenlänge betrug ungefähr 12 mm. Die in Fig. 7 gezeigte Röhrephülle ist länger als zur Unterbringung der Elektroden nötig ist, aber diese Überlänge vergrössert die wärmeabgebende Fläche. Natürlich können auch kürzere Aussen-
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hüllen verwendet werden, in welchem Falle man für eine entsprechende Wärmeabgabe durch zusätzliche tnicht dargestellte) Einrichtungen Sorge tragen könnte. Es ist dies insbesondere deshalb möglich, weil die Hülle 12 frei von jeglichen Elektrodenverbindungen ist.
Die im vorstehenden hervorgekehrte Kleinheit der Röhre stellt nur ein Ausführungsbeispiel vor und nicht eine Grenze bis zu welcher die Verkleinerung der Abmessungen möglich ist. Die Einrichtungen und das Verfahren nach der Erfindung lassen sich übrigens auf die Herstellung von Röhren jeglicher Grösse, relativ grosse Leistungsröhren eingeschlossen, anwenden.
Demnach schafft die Erfindung einen vereinfachten Aufbau der Röhre, was zu verbesserter Wirkung und Leistung und demnach zu einer beträchtlichen Senkung der Betriebsenergie führt. Des weiteren ist hervorzuheben, dass zur Montage nur wenig Geschicklichkeit erforderlich ist. Auch ist es möglich, dass man einen fortschreitenden Montagevorgang anwenden kann, der darin besteht, dass sich die einzelnen Teile aufeinanderfolgend zum fertigen Erzeugnis summieren, auf welche Weise die Ausschussquote verkleinert wird. Diese Art der Montage ist vorteilhafter als eine, die mit Vormontageeinheiten arbeitet, indem man sie, durch Handarbeit oder mechanisierte Montage, leichter durchführen kann und auch dadurch die Ausschussquote herabgesetzt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektronenröhrenaufbau mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten, konzentrischen, flanschförmigen Tragteilen zur Halterung der Elektroden und mit parallelen Stiften, welche diese Tragteile abstützen, dadurch gekennzeichnet, dass der Röhrenboden eine Scheibe (14) aus keramischem Material ist, die längs ihres Umfangs mit der Röhrenhülle dicht verbunden ist und die untereinander parallelen Stifte (20, 22, 24 ; 26, 28, 30 ; 34 ; 38 ;
32, 36, 40), die gruppenweise auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind, bis in diesen Röhrenboden bzw. zur Bildung von Anschlussstiften durch diesen hindurch ragen, wobei die Länge dieser Stifte gemessen vom Röhrenboden bis zu ihren im Inneren der Rohre liegenden,
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des Röhrenbodens ist, und die Enden von jeweils zu einer Gruppe gehörenden Stiften mit je einem der Tragteile (48, 50, 52), welche Ringform haben, verbunden sind, um die auf diesem Tragteil angeordnete Elektrode zu tragen.