Elektrische Entladungsröhre mit Metallwand und Verfahren zur Herstellung einer solchen Röhre. Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsröhre mit Metallwand und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Röhre.
Mit .dem Gebrauch von Metall für die Wand elektrischer Entladungsröhren können verschiedene Vorteile verbunden sein. Fe ist z. B. die Röhre weniger zerbrechlich und das Anbringen einer besonderen Schicht zur elek trostatischen Abschirmung des Elektroden systems gegen äussere Felder kommt in Fort fall.
Der Gebrauch einer metallenen Röhren wand gibt jedoch zu .dem Problem der Durch führung der Stromzuleitungen zu den Elek troden durch diese Wand Anlass. Bei einer bekannten Ausführung einer Röhre mit Me tallwandung wurde diese Röhre an ihren En den durch eine angepresste Metallplatte abge schlossen. Dieses Anpressen kann z. B. durch Anbringen einer Rille in :der Ab schlussplatte geschehen.
An letzterer werden die Stromzuleitungen unter Zwischenfügung von Glas befestigt. Eine derartige Konstruk tion ist zeitraubend und überdies hat es sich herausgestellt, dass eine gasdichte Verbin dung schwer zu verwirklichen ist. Es gibt auch andere Verfahren, die jedoch alle die Röhrenbauart so umständlich machen, dass sie keine praktische Verwendung finden können.
Mit der Erfindung wird nun eine Lösung des vorerwähnten Problems der Einschmel zung gegeben, mit :der sich in allen mög lichen Fällen gute Ergebnisse erreichen lassen.
Erfindungsgegenstand ist eine elektrische Entladungsröhre mit Metallwand, welche Röhre an wenigstens einem Ende durch einen metallenen Körper abgeschlossen ist, der vermittelst Hitze mit der Röhrenwand verbunden. worden ist und indem die Strom zuführungsleitungen der Elektroden unter Zwischenfügung eines Isoliermaterials in me tallenen, rohrförmigen, an Öffnungen des metallenen Abschlusskörpers angeordneten Körpern befestigt sind,
welche rohrförmigen Körper aus einem Metall hergestellt sind, das über einen beträchtlichen Teil des Tem- peraturgebietes zwischen Zimmertemperatur und der während der Herstellung der Röhren auftretenden Höchsttemperatur ungefähr den gleichen Ausdehnungskoeffizienten besitzt wie das zwischen diesen Körpern und den Stromzuleitungen befindliche Isoliermaterial. Als Abschlusskörper wird zweckmässig" ein platten- oder scheibenförmiger Körper ver wendet,
der an der Röhrenwand beispiels weise durch Schweissen befestigt ist, was unter anderem den Vorteil hat, dass man zu nächst die Metallplatte mit Durchleitungen und Elektroden zusammenbauen und dann an der Röhrenwand befestigen kann. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise eine be sonders gute Einschmelzung der Stromzulei- tungen in die metallene Röhrenwandung er reicht wird.
Ausserdem isst es besonders vorteilhaft, wenn der metallene, röhrenförmige Körper und das zwischen diesem Körper und der Stromzuleitung befindliche Isoliermaterial, z. B. Glas, über einen beträchtlichen Tempe raturbereich annähernd die gleiche Ausdeh nungszahl aufweist. Dies lässt sieh nun z. B.
dadurch erreichen, dass der röhrenförmige Metallkörper aus einer Legierung hergestellt wird, die annähernd 18 % Kobalt, 228 % Nile kel und 54% Eisen enthält, während das Glas zweckmässig die Zusammensetzung 65 % @Si0z, '2ss % B20, 7 % Na.,0 und 5 % AlA besitzt. Es ist jedoch auch mög lich, für den röhrenförmigen Metallkörper Chromeisen zu wählen, in welchem Fall als Glas die gewöhnlichen, z. B. bei Röntgen röhren und ,Senderöhren üblichen Glasarten verwendet werden können.
Eine Entladungsröhre nach der Erfin dung kann z. B. in der Weise hergestellt werden, dass, wie in der Ausführungsform nach Fig. 2, in bffnungen nicht miteinander verbundener Metallplatten metallene, röhren förmige Körper eingelassen werden, hierauf die Stromzuleitungen zu .den Elektroden un- ter Zwischenfügung von -Glas im Innern dieser röhrenförmigen Körper vakuumdicht befestigt werden,
sodann der Elektrodensatz auf den Zuleitungen und Haltedrähten auf gebaut und endlich die so erhaltene Einheit durch Anschweissen der metallenen, platten förmigen Teile an die Innenseite der metalle nen Hülle mit letzterer zusammengebaut wird. Obgleich man im allgemeinen die me tallenen, plattenförmigen Teile aus dem glei chen #Llateria1 wie die Röhrenwand, zweck mässig aus Eisen, herstellt, ist es auch mög lich, zu diesem Zweck Chromeisen zu wählen.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das Auftreten von Span nungen infolge etwaiger, wenn auch geringer Unterschiede in der Dehnung der Glaskörper und der kleinen Metallröhren dadurch ver hindert, dass dm Glas zwischen den ,Strom zuführungsdrähten und den Metallröhren derart angebracht wird, dass es mit der Innen wand der röhrenförmigen Körper nur auf einen geringen Teil der Länge dieser Metall körper in Berührung ist, so,
dass im übrigen Teil der Länge des. röhrenförmigen Metall körpers zwischen diesem Körper und dem Glas ein gewisser Raum frei bleibt, wodurch an diesen Stellen eine bis zu einem: gewissen Grade freie Dehnung,der verschiedenen Teile möglich ist. Zur Erhöhung der isolierenden Wirkung des angebrachten Isoliermaterials kann man letzteres derart gestalten, dass zwi schen den Stromzuleitungen und der Stelle; an der die metallenen, röhrenförmigen Kör per an der Wand der Entladungsröhre be festigt sind, eine lange Kriechstrecke erhal ten wird.
Dies kann man durch Anwendung bekannter Mittel, etwa durch -das Anbringen von Einschnitten oder dergl. in der Ober fläche dieser Isolatoren, erreichen.
Eine besonders ,gute Einschmelzung der Stromzuleitungen in den röhrenförmigen Kör pern kann man erhalten, wenn letztere nach der Innenseite der Röhre kegelförmig ver jüngt ausgebildet und in Öffnungen einer Metallplatte angebracht werden, wobei nach Einführung der mit Isoliermaterial umgebe nen Stromzuleitungen letztere durch einfache Erhitzung bis zum Schmelzpunkt des. Isolier materials, das dann die Öffnung zwischen Stromzuleitung und kegelförmiger Röhre ausfüllt, luftdicht eingeschmolzen werden können.
Obgleich man gewöhnlich als röhren förmige Metallkörper besondere Körper nimmt, ist es jedoch auch durchaus. möglich, diese Körper aus dem Material der Röhren wand selbst herzustellen.
Die Zeichnung veranschaulicht durch Fig. 1 bis 3 verschiedene Ausführungsbei spiele .des Erfindungsgegenstandes, während in den Fig. 4 bis 12 verschiedene Möglich keiten der Einschmelzung dargestellt sind.
In Fig. 1 bezeichnet 1 .die Wand einer elektrischen Entladungsröhre. Diese Wand ist aus Metall, z. B. Nickel oder Eisen, her gestellt. An einem der Enden ist die Röhre durch einen Metallkörper 2 abgeschlossen, der z. B. aus dem gleichen Material wie die Röhrenwand besteht. Dieser Körper ist als Ersatz des Lampenfusses mit Quetschstelle einer Entladungsröhre zu betrachten, deren Wand aus Glas oder ähnlichem Material be steht. In der Röhre ist ein Elektrodenansatz angeordnet, .der aus einer Kathode 3, im vor liegenden Fäll einer indirekt geheizten Ka thode, einem Gitter 4 und einer Anode 5 be steht.
Der Elektrodensatz ist zwischen zwei Glimmerscheiben,6 angeordnet, mittels deren die Elektroden in der richtigen Entfernung voneinander gehalten werden. Am untern Teil des Elektrodensatzes befinden sich die den Strom zu dem Heizkörper der Kathode zuführenden Drähte 7, die Stromzuleitung 8 zu der Kathode selbst und die Teile 9 und 10, die der Stromzuführung zu dem Gitter bezw. der Anode dienen.
Diese Stromzulei tungen sind nun vermittels nachstehend aus führlicher beschriebener Körper 11 durch den Körper 2 nach aussen geführt; ausserdem ist an diesem Körper ein Entlüftungsröhr chen 12 befestigt, das entweder aus Glas oder aus Metall bestehen kann.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Schirmgitterröhre dargestellt. Hierbei sind an beiden Enden eines Rohres 13, das aus Metall besteht, Metallkörper 14 und 15 an- geordnet, mittels welchen .die Röhre luftdicht abgeschlossen ist, und durch die hindurch die verschiedenen Zuführungsdrähte nach aussen geführt sind.
Im Innern der Röhre ist ein Elektrodensatz angeordnet, der aus einer Ka thode 16, einem -Steuergitter 17, einem Schirmgitter 18 und einer Anode 19 besteht. Die Kathode wird indirekt geheizt und be steht aus einem Heizkörper, der unter Zwi schenfügung von Isoliermaterial von einem röhrenförmigen Kathodenkörper umgeben ist, der aussen mit einer emittierenden Schicht 21 überzogen ist.
Der Heizkörper der Kathode ist am untern, Teil mit zwei Stromzuf üh- rungsdrähten 22 verbunden. Das Steuergitter ist auf zwei Stäben 23 aufgewickelt, von denen einer am obern Teil der Röhre an einem ,Stromzuführungsteil 24 befestigt ist, der mittels eines Körpers '2-5 durch den Kör per 14 hindurch nach aussen geführt ist.
In gleicher Weise ist das Schirmgitter um die Stäbe 2.6 .gewickelt, von denen einer am un tern Teil mit der Stromzuleitung 27 verbun den ist, die durch den am untern Teil der Röhre befindlichen Körper 15 hindurch nach aussen geführt ist.
Die Anode ist an Stäben 28 befestigt und ist ebenso am untern Teil der Röhre über die Stromzuleitung 29 nach aussen geführt. Die verschiedenen Elektroden sind an aus Isolier material, z. B. aus Glimmer, bestehenden 'cheiben 30 und 31 befestigt. Eine dieser Scheiben ist auf einer Kappe 32 abgestützt, die auf der Innenseite der Röhrenwand an liegt.
Zur Versteifung des Röhrenbaues sind an den Glimmerscheiben 31 zwei Metallkör per 33 angebracht, durch die hindurch die Stäbe 34 verlaufen, die beiderseits des Elek- t.rodensatzes an den Körpern 14 und 1.5 be festigt ,sind. An einem der Enden der Röhre ist ein Entlüftungsröhrchen 35 angebracht.
In Fig. 3 ist noch eine andere Ausfüh- rungsforen einer Entladungsröhre nach der Erfindung dargestellt. In dieser Figur be zeichnet 1 wieder die aus Metall hergestellte Röhrenwand. Im Innern der Röhre ist eine Kathode 36 angeordnet, die an zwei zugleich der Stromzuleitung dienenden Haltekörpern 37 befestigt ist. Die Röhrenwand selbst bil det die Anode, so .dass: :
das -Ganze als Zwei elektrodenröhre wirkt. Am obern Teil der Röhre befindet sich ein metallener, röhren- förmiger Körper 38, mit dem das Entlüf- tungsröhrehen 39 verbunden ist. Am untern Teil befinden sich zwei ebenfalls aus Metall bestehende, röhrenförmige Körper 40, durch die hindurch,die Stromzuleitungsteile zu der Kathode nach aussen geführt werden.
Zu die sem Zweck werden, wie dies in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, nachdem die in diesem Fall kegelförmig zulaufenden, röhrenförmigen Teile 40 an :der Röhrenwand befestigt wor den sind, :die iStromzuführungsdrähte in die röhrenförmigen Teile gebracht, wobei diese zuvor mit einer .Schicht aus. Isoliermaterial 41, z. B.
Glas, umgeben worden sind; hierauf wird dieses Glas durch Erhitzen zum Schmel zen gebracht, so dass der Raum zwischen den Stromzuleitungsteilen und den Metallröhr chen ausgefüllt wird. Zür Arbeitserleichte rung kann man, wie in Fig. 5 dargestellt, die Einrichtung derart treffen, dass der untere Konstruktionsteil mit den ,Stromzuleitungs- teilen auf einen Hilfskörper 42, z. B. einen Block aus: Metall oder Graphit aufgesetzt wird, wobei Öffnungen 43 zur Aufnahme der Stromzuleitungsteile vorgesehen sind.
In den Fig. 6 bis 12 sind verschiedene Ausführungsformen der Einschmelzung dar gestellt, die auch bei kleineren Entladungs- r öhren verwendbar sind. Es bezeichnet z. B. in diesen Figuren 53 eine einzuschmelzende Stromzuleitung.
Diese ,Stromzuleitung wird mittels eines Metallröhrchens 54 befestigt, und .das Metallröhrchen ist seinerseits, mit dem metallenen Körper 55 verbunden. In :den Fig. 7 biss 12 ist nun dargestellt, wie :dies nach verschiedenen Bauarten mittels eines aus Isoliermaterial, z.
B. aus Glas, bestehen den Körpers 56 vorgenommen werden kann.
Da diese Figuren ohne weiteres vemotänd- lich sind, erscheint es überflüssig, näher auf sie einzugehen. Es sei nur kurz auf das Ver fahren nach F'ig. 10, nach welchem die Ein- schmelzung mittels Hochfrequenzheizung er reicht wird, und auf Fig. 6 hingewiesen, in der das Verfahren zur Herstellung der Durchführung etwas mehr im einzelnen dar gestellt ist. Man geht hierbei von einem Me tallblock 58 aus,
in dem eine Öffnung 59 zur Aufnahmedes Stromzuführungsdrahtes, eine kürzere und etwas breitere Öffnung 3 7 für die Aufnahme des Glaskörpers 56 und eine noch etwas kürzere und breitere Öffnung 38 zur Aufnahme :der Metallbüchse 54 vorge sehen sind. Durch Erhitzung mittels: des, Ge bläses. 41 wird nun dass Glas 5,6 zum Schmel zen gebracht und stellt dabei eine herme tische, gasdichte Verbindung zwischen dem Stromzuführungsdraht 53 und dem metalle nen, röhrenförmigen Teil 54 her.
Nach Be- festigung .der so erhaltenen Körper am me tallenen Abschlusskörper der Röhre, wie dies z. B. in Fig.,8dargestellt ist, kann man dann diesen Abschlusskörper, der z. B. aus :einer Metallplatte bestehen kann, durch Schweissen mit dem übrigen Teil der Röhrenwand ver binden.