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.
Metal-walled electric discharge tube and method of making such a tube. The invention relates to an electrical discharge tube with a metal wall and to a method for producing such a tube.
There can be several advantages associated with the use of metal for the wall of electrical discharge tubes. Fe is e.g. B. the tube is less fragile and the application of a special layer for electrostatic shielding of the electrode system against external fields is in Fort fall.
The use of a metal tube wall, however, gives rise to the problem of the implementation of the power supply lines to the electrodes through this wall. In a known embodiment of a tube with Me tallwandung this tube was closed at its end by a pressed metal plate. This pressing can, for. B. done by making a groove in: the end plate from.
The power supply lines are attached to the latter with glass in between. Such a construction is time consuming and, moreover, it has been found that a gas-tight connection is difficult to achieve. There are other methods, but all of them make the tube design so cumbersome that they cannot be of practical use.
With the invention, a solution to the aforementioned problem of the melting is now given with: which can achieve good results in all possible cases.
The subject of the invention is an electrical discharge tube with a metal wall, which tube is closed at at least one end by a metal body which is connected to the tube wall by means of heat. has been and in that the power supply lines of the electrodes are attached with the interposition of an insulating material in metallic, tubular bodies arranged at openings in the metallic sealing body,
which tubular bodies are made of a metal that has approximately the same expansion coefficient as the insulating material located between these bodies and the power supply lines over a considerable part of the temperature range between room temperature and the maximum temperature occurring during the manufacture of the tubes. "A plate-shaped or disk-shaped body is expediently used as the closing body,
which is attached to the tube wall, for example, by welding, which has the advantage, among other things, that you can first assemble the metal plate with ducts and electrodes and then attach it to the tube wall. It has been shown that in this way a particularly good fusion of the power lines in the metal tube wall is achieved.
In addition, it is particularly advantageous if the metal, tubular body and the insulating material located between this body and the power supply line, e.g. B. glass, over a considerable temperature range has approximately the same expansion number. This lets you see z. B.
achieve that the tubular metal body is made of an alloy that contains approximately 18% cobalt, 228% nickel and 54% iron, while the glass expediently has the composition 65% SiO2, 2ss% B20, 7% Na., Has 0 and 5% AlA. However, it is also possible, please include to choose chrome iron for the tubular metal body, in which case the usual glass, e.g. B. tubes in X-ray and transmission tubes common types of glass can be used.
A discharge tube according to the invention can, for. B. be produced in such a way that, as in the embodiment according to FIG. 2, metal, tubular bodies are let into openings of metal plates that are not connected to one another, then the power supply lines to the electrodes with glass being interposed inside them tubular bodies are attached in a vacuum-tight manner,
then the set of electrodes is built on the leads and retaining wires and finally the unit thus obtained is assembled with the latter by welding the metal, plate-shaped parts to the inside of the metal sheath. Although the metallic, plate-shaped parts are generally made from the same material as the tube wall, expediently from iron, it is also possible to choose chrome iron for this purpose.
In a particular embodiment of the invention, the occurrence of stresses due to any, albeit small, differences in the expansion of the glass body and the small metal tubes is prevented by the fact that the glass is attached between the power supply wires and the metal tubes in such a way that it is connected with the inner wall of the tubular body is in contact only for a small part of the length of this metal body, so,
that in the remaining part of the length of the tubular metal body between this body and the glass a certain space remains free, whereby a certain amount of free expansion of the various parts is possible at these points. To increase the insulating effect of the applied insulating material, the latter can be designed in such a way that between the power supply lines and the point; where the metal, tubular bodies are fastened to the wall of the discharge tube, a long creepage distance is obtained.
This can be achieved by using known means, for example by making incisions or the like. In the upper surface of these insulators.
A particularly good fusing of the power supply lines in the tubular Kör pern can be obtained if the latter is tapered conically towards the inside of the tube and placed in openings in a metal plate, after the introduction of the power supply lines surrounded with insulating material, the latter simply by heating up to Melting point of the insulating material, which then fills the opening between the power supply line and the conical tube, can be melted airtight.
Although tubular metal bodies are usually taken to be particular bodies, they are. possible to make this body from the material of the tubes wall itself.
The drawing illustrates by FIGS. 1 to 3 different exemplary embodiments of the subject of the invention, while FIGS. 4 to 12 show different possibilities of the fusion.
In Fig. 1, 1 denotes the wall of an electric discharge tube. This wall is made of metal, e.g. B. nickel or iron, made ago. At one of the ends, the tube is closed by a metal body 2 which, for. B. consists of the same material as the tube wall. This body is to be regarded as a replacement for the lamp base with the pinch point of a discharge tube, the wall of which is made of glass or similar material. In the tube, an electrode attachment is arranged, .der from a cathode 3, in the present case an indirectly heated Ka method, a grid 4 and an anode 5 be.
The electrode set is arranged between two mica disks 6, by means of which the electrodes are kept at the correct distance from one another. At the lower part of the set of electrodes are the current to the radiator of the cathode supplying wires 7, the power supply line 8 to the cathode itself and the parts 9 and 10, respectively, the power supply to the grid. serve as the anode.
These Stromzulei lines are now by means of the body 11 described in more detail below through the body 2 to the outside; In addition, a vent tube 12 is attached to this body, which can be made of either glass or metal.
In Fig. 2, an embodiment of a screen grid tube is shown. In this case, metal bodies 14 and 15 are arranged at both ends of a tube 13, which consists of metal, by means of which the tube is hermetically sealed and through which the various supply wires are led to the outside.
Inside the tube, a set of electrodes is arranged, which consists of a cathode 16, a control grid 17, a screen grid 18 and an anode 19. The cathode is heated indirectly and consists of a heating element which is surrounded by a tubular cathode body with an interposed insulating material and which is coated with an emitting layer 21 on the outside.
The heating element of the cathode is connected at the lower part to two power supply wires 22. The control grid is wound on two rods 23, one of which is attached to the upper part of the tube on a power supply part 24 which is guided by means of a body '2-5 through the body 14 through to the outside.
In the same way, the screen grid is wound around the bars 2.6, one of which is connected to the power supply line 27 on the lower part of the tube, which is passed through the body 15 located on the lower part of the tube.
The anode is attached to rods 28 and is also led to the outside on the lower part of the tube via the power supply line 29. The various electrodes are made of insulating material, for. B. made of mica, existing 'discs 30 and 31 attached. One of these disks is supported on a cap 32 which is located on the inside of the tube wall.
To stiffen the tube structure, two metal bodies 33 are attached to the mica washers 31, through which the rods 34 run, which are fastened to the bodies 14 and 1.5 be on both sides of the electrode set. A vent tube 35 is attached to one of the ends of the tube.
In FIG. 3, yet another embodiment of a discharge tube according to the invention is shown. In this figure, 1 again indicates the tube wall made of metal. In the interior of the tube, a cathode 36 is arranged, which is fastened to two holding bodies 37 which also serve as the power supply line. The tube wall itself forms the anode so that::
the whole acts as a two-electrode tube. At the upper part of the tube there is a metallic, tubular body 38, to which the vent tube 39 is connected. On the lower part there are two tubular bodies 40, also made of metal, through which the current supply parts to the cathode are led to the outside.
For this purpose, as shown in FIGS. 4 and 5, after the tubular parts 40, which in this case are tapered, have been attached to the wall of the tube, the power supply wires are brought into the tubular parts, with them beforehand a .layer off. Insulating material 41, e.g. B.
Glass that have been surrounded; this glass is then brought to melt by heating, so that the space between the power supply line parts and the metal tubes is filled. As shown in FIG. 5, the device can be designed in such a way that the lower structural part with the power supply line parts on an auxiliary body 42, e.g. B. a block of: metal or graphite is placed, openings 43 are provided for receiving the power supply parts.
In FIGS. 6 to 12, different embodiments of the seal are shown, which can also be used with smaller discharge tubes. It denotes e.g. B. in these FIGS. 53 a power line to be melted down.
This power supply line is attached by means of a metal tube 54, and the metal tube is in turn connected to the metal body 55. In: Fig. 7 to 12 it is now shown how: this according to different types by means of an insulating material, e.g.
B. made of glass, the body 56 can be made.
Since these figures are easily understandable, it seems superfluous to go into them in more detail. Let me just briefly refer to the F'ig procedure. 10, after which the fusing by means of high-frequency heating is achieved, and referred to FIG. 6, in which the method for producing the implementation is presented in somewhat more detail. This is based on a metal block 58,
in which an opening 59 for receiving the power supply wire, a shorter and somewhat wider opening 37 for receiving the glass body 56 and an even shorter and wider opening 38 for receiving: the metal sleeve 54 are provided. By heating with: the, Ge blower. 41, the glass 5, 6 is now melted, thereby establishing a hermetic, gas-tight connection between the power supply wire 53 and the metallic, tubular part 54.
After fastening .der the body obtained in this way on the metal closing body of the tube, as z. B. shown in Fig. B. can consist of a metal plate, bind ver by welding with the remaining part of the tube wall.