Elektronenröhre und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft Elektronenröhren und Ver fahren für den Zusammenbau derselben. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Elektronenröhre, die sich durch eine einfache, leicht durchführbare und robuste Konstruktion und verbesserte Arbeitseigenschaften auszeichnet.
Die komplizierten Ausbildungen der üblichen Röhren führen zu unerwünschten mechanischen Ver formungen, die durch während der Herstellung der Röhre einwirkende mechanische Spannungen ver ursacht werden. Derartige mechanische Verformungen haben den Nachteil, dass sie die ursprünglichen Stel lungen von wirksamen Elementen der Röhre relativ zueinander verändern und zu einer Beeinträchtigung der Arbeitseigenschaften der Röhre in einem Grade führen, der die weitere Verwendung der Röhre aus schliesst.
Beispiel von Arbeitsgängen, in denen die Einwirkung derartiger Spannungen unvermeidbar ist, sind die Formgebung der Einführungsdrähte zum Anschluss an bestimmte Elektroden, das Biegen von Verbindungsstücken, die zwischen im Abstand von einander angeordneten Röhrenelementen vorgesehen sind, und das Verbinden von Röhrenteilen durch Schweissung.
Ein anderes, bei der Konstruktion nach den bis herigen Grundsätzen auftretendes Problem besteht darin, dass bestimmte Beschränkungen hinsichtlich des Materials bestimmter Röhrenteile vorhanden sind. Beispielsweise werden als Abstandhalte- und Isolier elemente in weitem Umfang Glimmerplättchen ver wendet. Glimmerkörper sind jedoch relativ schwach und oft nicht imstande, einen Abstand mit der erfor derlichen hohen Genauigkeit einzuhalten.
Glimmer hat ferner den Nachteil, dass er zum Abblättern neigt und dass er Wasser enthält, das während der Behand lung und des Betriebes zum Teil abgegeben wird, was für den Emissionsüberzug der Kathoden von Emp fängerröhren schädlich ist. In derartigen Röhren wird für die Röhren@belller und Kolben oft auch Glas ver wendet.
Die Verwendung von Glimmer und Glas in Emp fängerröhren schränkt die Behandlungstemperatur der Röhre ein, weil das gewöhnlich für Röhrenteller und Kolben verwendete Glas bei einer Temperatur von 400 bis 450 C weich wird und Glimmer bei einer Temperatur von etwa 600 C Wasserdampf abgibt. Daher kann ,eine Röhre, die Bestandteile aus Glimmer und Glas enthält, nicht bei höheren als den angege benen Temperaturen behandelt werden. Die Anwen dung höherer Temperaturen ist jedoch erwünscht, weil sie eine höhere Produktionsgeschwindigkeit er möglicht und zu einer besseren Röhre führt, deren metallische Elemente vollständiger von eingeschlos senen Gasen befreit sind.
Die Abwesenheit derartiger eingeschlossener Gase setzt die Notwendigkeit von Gettern herab und kann sogar die vollständige Ab wesenheit von Gettern ermöglichen, ohne dass die Lebensdauer der Röhre beeinträchtigt wird. Ausser dem gestattet die Beständigkeit gegenüber derart höheren Temperaturen die Anwendung höherer Be triebstemperaturen.
Ein weiteres bei Empfängerröhren auftretendes Problem betrifft die Herstellungsverfahren. Die übli chen Röhren .erfordern die Herstellung verschiedener Baugruppen, die dann zur Röhre vereinigt werden. Zu diesen Baugruppen :gehörenmindestens einRöhrenteller und ein Elektrodenkäfig. Diese Baugruppen werden an verschiedenen Stellen und mit verschiedenartigen Einrichtungen hergestellt.
Der Röhrenteller wird auf einer Tellerrohrmaschine hergestellt, die imstande ist, Glas zu erhitzen und in die gewünschte Form zu bringen und Einführungsdrähte in bezug auf das Glas so anzuordnen, dass eine Baugruppe erhalten wird, die eine Glasscheibe mit sie durchsetzenden Einführungs drähten aufweist. Bei den verschiedenen komplizierten Röhren müssen die Einführungsdrähte jeweils ver schieden geformt werden. Die Elektrodenkäfige wer den entweder automatisch oder von Hand mit Hilfe geeigneter Einrichtungen zusammengesetzt.
Die bei den genannten Baugruppen werden in einem Schweiss vorgang miteinander vereinigt, in dem nacheinander verschiedene Einzelschweissungen vorgenommen wer den. Die Herstellung dieser Schweissungen erfordert die Einwirkung von Kräften aus verschiedenen Rich tungen, wobei mechanische Beanspruchungen in mehreren Richtungen ausgeübt werden.
Infolge der notwendigen Manipulationen tritt bei der Herstellung von Baugruppen zur Röhrenferti gung ein hoher Ausschuss auf. Angesichts des kompli zierten Charakters der Vorgänge sind Fachkräfte er forderlich. Ausserdem können für verschiedenartige Röhren nicht ohne weiteres dieselben Teile und die selben Vorrichtungen verwendet werden. Dieser Mangel an Anpassungsfähigkeit an verschiedene der üblichen Röhrenkonstruktionen erschwert die wirt schaftliche Röhrenfertigung.
Die vorstehenden Probleme betreffen zwar beson ders die Empfängerröhren, können jedoch auch bei anderen Röhrentypen auftreten, besonders bei Mas senanfertigung.
Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung einer verbesserten Elektronenröhre, die in ihren bevor zugten Ausführungsformen verbesserte Arbeitseigen schaften und eine Konstruktion aufweist, die eine grössere Anpassungsfähigkeit des Herstellungsvor ganges ermöglicht und ihn vereinfacht.
Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Zusammensetzen der die Röhre bildenden Teile und zu ihrer Befesti gung aneinander, wobei dieses Verfahren durch einen hohen Grad der Einfachheit ausgezeichnet ist, den während der Herstellung anfallenden Ausschuss her absetzt und mit relativ ungeschulten Arbeitskräften durchführbar ist.
Ferner bezweckt die Erfindung, in ihren bevor zugten Ausführungsformen eine Konstruktion zu schaffen, die im wesentlichen keine mechanischen Verformungen aufweist, welche die Abstände zwi schen den Elektroden im Betrieb zu beeinträchtigen brachten, ferner eine Konstruktion, die relativ ein fache Teile aufweist, so dass eine höhere Anpassungs fähigkeit an verschiedene Typen erzielt und somit eine wirtschaftlichere Fertigung ermöglicht wird, so wie eine Konstruktion, deren Teile relativ hohen Temperaturen ohne nachteilige Wirkungen gewachsen sind, so dass verbesserte Fertigungsverfahren zur An wendung gelangen können.
Ferner ist es erwünscht, relativ robust ausgebildete Teile zu schaffen, deren Verwendung eine bessere Aufrechterhaltung relativ klieiner Abstände zwischen den Elektroden der Röhre ermöglicht, sowie eine Konstruktion, die nicht aus Baugruppen zusammen- gesetzt zu werden braucht und bei der ein grösserer Teil der die Röhre bildenden Teile zunächst lose in der gewünschten Lage spannungsfrei zusammengesetzt und dann ohne Einführung von Spannungen gleich zeitig aneinander befestigt werden kann, so dass eine spannungsfreie, freitragende Konstruktion erhalten wird, ferner eine Konstruktion,
die ohne weiteres auch in äusserst kleinen Grössen erzeugt und zusammen gebaut werden kann.
Die erfindungsgemässe Elektronenröhre weist eine Anzahl von geraden Drähten auf, die sich wenigstens teilweise durch eine Isolierscheibe erstrecken und mit ihr verbunden sind, sowie zwei oder mehrere koaxiale Elektrodenelemente, von denen wenigstens eines an einem Endteil desselben einen flanschförmigen Trag teil hat, der an an seinem Umfang gelegenen Stellen mit mindestens dreien der genannten Drähte ver bunden ist.
Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Elektronenröhre, das gekennzeich net ist durch folgende Stufen: Zusammensetzen koaxial verschachtelter Elektrodenelemente, Tragteile und gerader Drähte, indem die Drähte in und durch öff- nungen gelegt werden, die in einer Isolierscheibe vor gesehen sind, und dann Verbinden der Drähte mit der Scheibe und den Tragteilen für die Elektroden elemente in einem einzigen Heizvorgang.
In den beigefügten Zeichnungen zeigt: Fig. 1 die Teile einer Elektronenröhre nach einer Ausführungsform der Erfindung in auseinanderge nommenem Zustand, Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein Röhrensystem nach dem Zusammenbau verschiedener der in Fig. 1 gezeigten Teile, Fig. 3 eine Draufsicht nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3 und Fig.5 eine Ansicht, teilweise geschnitten,
eines nach Fig. 2 zusammengebauten Röhreneinsatzes nach Befestigung der Teile und Hinzufügung einer aktiven Kathodenoberfläche, wobei eine freitragende Kon struktion erhalten wurde.
Fig. 6 zeigt im Axialschnitt einen glockenförmigen Ofen, der den Röhreneinsatz und den Kolben auf nehmen kann und dazu dient, die Röhrenbestand teile zu entgasen, den aktiven Kathodenüberzug auf zubringen, den von dem Röhreneinsatz und dem darüber geschobenen Mantel begrenzten Kolben raum zu entgasen und den Mantel dicht mit der Scheibe des Röhreneinsatzes zu verbinden.
Fig.7 zeigt eine Ansicht, teilweise geschnitten, einer vollständigen Röhre.
Die vorerwähnte Ausführungsform weist einen Kolben 12 aus Metall, z. B. aus Stahl auf, der jedoch auch aus anderen, beispielsweise keramischen Ma terialien bestehen kann. Eine Isolierscheibe 14, die nachstehend einfach als Scheibe bezeichnet wird, und aus keramischem Material, beispielsweise aus Forsterite besteht, ist an ihrem Umfang mit einem metallischen überzug 16 versehen und hat einen solchen Durchmesser, dass sie satt in das offene Ende des Kolbens 12 hineinpasst. Der metallische Überzug 16 kann aus Molybdän bestehen. Ferner ist die Scheibe 14 mit mehreren sich durchsetzenden Öffnungen versehen.
Die Beigrenzungswändie der Öffnungen sind mit einem metallischen Überzug 18, beispielsweise aus Molybdän, versehen. Es sind mehrere gerade Drähte vorgesehen. Zu diesen ge hören die Einführungsdrähte 20, 22, 24, 26, 28 und die Stützdrähte 30, 32, 34, 36, 38, 40. Diese Drähte bestehen aus einem hochschmelzenden Me tall, beispielsweise aus Molybdän, und haben einen solchen Durchmesser, dass sie satt in die Öffnungen der Scheibe 14 eingeführt werden können. Ferner sind koaxial ineinandergeschachbelte Elektroden- elemente vorgesehen.
Zu diesen gehören eine rohr- förmige Kathodentraghülse 42, die aus einem Me tall bestehen kann, beispielsweise aus der unter dem Namen Nichrome im Handel .erhältlichen Chrom Nickel-Legierung, ein rohrförmiges Gitter 44 und eine rohrförmige Anode 46 aus einem Metall, bei spielsweise aus Nickel. Die genannten Elek trodien elemente können an Flanschen 48, 50 bzw. 52 beispielsweise aus Stahl befestigt werden.
Diese Elektrodenelemente haben solche Durchmesser, dass sie satt in die rohrförmigen Teile oder Vertiefungen 54, 56, 58 der genannten Flansche eingesetzt wer den und sich gegen die einwärts gekehrten An schläge 60, 62, 64 derselben anlegen können. An mit Überzügen 68, 70 und 72 aus einem geeigneten Hartlot versehenen ringförmigen Vertiefungen der Flansche 48, 50, 52 können die Einführungsdrähte 20 bis 28 und die Stützorgane 30 bis 40 in Anlage gebracht werden. Ein am einen Ende geschlossenes rohrförmiges Kathodenorgan 74 hat einen Emissions überzug 76. Dieses Kathodenorgan ist ein becher- förmiger Teil.
Es hat einen solchen Innendurch messer, dass es satt über die Kathodentraghülse passt. Zusammen mit der Hülse 42 bildet es die Kathode der Röhre. In der aus dem Organ 74 und der Hülse 42 bestehenden Kathode kann ein Heizfaden 77, .der beispielsweise als Doppelwendel ausgebildet sein kann, eingesetzt werden, der das Kathodenelement auf die gewünschte Emissionstemperatur erhitzt.
Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die die Scheibe 14 durchsetzenden Öffnungen für den Aufbau eines Tri- odensystems in vier konzentrischen Kreisen 78, 80, 82 und 84 angeordnet, die strichpunktiert angedeutet sind. In jedem der Kreise sind drei Öffnungen in gleichen Abständen voneinander vorgesehen. Die Öffnungen in einander benachbarten Kreisen sind um einen Winkel von 60 gegeneinander versetzt, um grösstmögliche Abstände zwischen den öffnun- gen zu erhalten.
In dieser Anordnung weist der innerste Kreis drei Öffnungen 86, 88, 90 in Winkelabständen von 120 auf. Der nächst äussere Kreis 82 weist drei Öffnungen 92, 94, 96 auf, die Winkelabstände von 120 voneinander und von 60 von den Öffnungen 86, 90 haben. Der dritte Kreis 80 weist Öffnungen 98, 100, 102 auf, die ebenfalls einen Winkelabstand von l20 voneinander und von 60 von den öffnun- gen 92, 94, 96 haben. Die Öffnungen 104, 106, 108 des äussersten Kreises 78 haben ebenfalls Winkel- abstände von 120 voneinander und von 60 98, 100, 102.
Daher bilden die die Öffnungen durch setzenden Einführungs- und Stützdrähte mehrere dreibeinige Tragsysteme, die sich durch grosse Robust heit und kleine gegenseitige Kapazität auszeichnen.
Die vorstehend erwähnten Flansche 48, 50 und 52 sind mit metallischen Überzügen 68, 70 und 72 versehen, die aus Kupfer oder einem anderen ge eigneten Hartlot bestehen können. Die Einführungs- und Stützdrähte sind ebenfalls mit metallischen Über zügen, beispielsweise aus Kupfer versehen, um ein Hartlöten zu ermöglichen. In der vorstehenden Aus führungsform werden diese Überzüge galvanisch auf gebracht.
Der metallische Überzug auf der keramischen Scheibe kann durch irgend eines der bekannten Me- tallisierungsverfahren aufgebracht werden. In .der vorliegenden Ausführungsform wird mit Hilfe einer Lösung von Molybdänsalzen ein Metallüberzug auf allen frei liegenden Flächen der Scheibe aufgebracht. Nach Reduktion des Salzes zu Molybdän wird der Metallüberzug von den ebenen Flächen der Scheibe abgeschliffen. Nach diesem Schleifen ist die Scheibe 14 nur an den gewünschten Teilen, nämlich an den Wänden der die Scheibe durchsetzenden Öffnungen und am Umfang der Scheibe mit Metallüberzügen 18, 16 versehen.
In der beschriebenen Ausführungsform werden nur bestimmte der in Fig. 1 gezeigten Drähte, und zwar die Drähte 20, 22, 24, 26 und 28 als Einfüh rungsdrähte verwendet. Diese Drähte haben daher eine solche Länge, dass sie in der fertigen Röhre an den ihnen zugeordneten Elementen anliegen und sich als Steckerstifte aus der Scheibe 14 nach aussen er strecken. Gemäss Fig. 2 erstrecken sich die Einfüh rungsdrähte 20, 22, 24, 26 und 28 durch die öff- nungen 106, 98, 94, 86 bzw. 88 der Scheibe.
Die Einführungsdrähte 20, 22 und 24 liegen an den Flanschen 52, 50 bzw. 48 an, die an die drei Elek troden der Röhre angeschlossen sind. Die Einfüh rungsdrähte 26 und 28 erstrecken sich teilweise durch die Scheibe 14 und liegen an den freien Enden der Schenkel 110 und 111 des Heizfadens an. Zur Be festigung an den Heizfadenschenkeln haben die inneren Enden der Einführungsdrähte 26, 28 einen metallischen Überzug, beispielsweise aus Kupfer.
Die anderen in Fig. 1 gezeigten Drähte 30, 32, 34, 36, 38 und 40 haben eine solche Länge, dass sie an den Flanschen 48, 50 und 52 anliegen, sich aber nicht vollständig durch die Scheibe 14 erstrecken. Beispielsweise erstreckt sich gemäss Fig. 4 der Draht 34 nicht vollständig durch die Scheibe hindurch. Zum Unterschied von dem Draht 28 erstreckt 'er sich nicht aus der Röhre hinaus nach oben, so dass er nicht als Einführungsstift dienen kann.
Daher bleiben in den öffnunigen 92, 96, 100, 102, 104 und 108 (Fig. 3) Hohlräume offen, von denen einer in Fig. 4 gezeigt ist und die mit einem Metallkörper 113, bei spielsweise aus Kupfer, gefülltsein können. Die Öff nung 90 des innersten Kreises, in der kein Einfüh rungsdraht angeordnet ist, kann ebenfalls mit einem Stift oder Met Uallkörper, beispielsweise aus Kupfer, ausgefüllt werden, um diese Öffnung hermetisch zu schliessen. Wenn,
die Öffnungen :des innersten Kreises, welche die Heizfadenschenkel 110 und 111 aufneh men sollen, einmal ausgefüllt sind, hat die Öffnung 90 zwar keine Funktion mehr, doch hat sie den Vor- ,teil, .dass sie die Orientierung der Scheibe in: bezug auf die genannten Heizfäden erleichtert, was bei maschineller Montage besonders wertvoll ist.
In einer andern Ausführungsform können die Einfüh- rungs- und Stützdrähte dieselbe Länge haben und nach Fertigstellung der Röhre auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden.
Metallüberzüge sind auch an den Stellen 115, 117 und 119 (Fig. 1) vorgesehen zum Verbinden dieser Flansche durch Hartlöten mit der Kathoden hülse 42, dem Gitter 44 und der Anode 46. Dies wird nachstehend beschrieben.
Die Flansche 48, 50 und 52 stellen verbreiterte Tragteile der betreffenden Elektrodenelemente dar. Jedes Elektrodenelement trägt daher in einem End- bereich desselben einen verbreiterten Tragteil, über den es mit der ihm zugeordneten Gruppe von Dräh ten verbunden ist, wie nachstehend genauer aus geführt wird. Jede dieser aus drei Drähten bestehen den Gruppen stellt ein Dreibein dar, über das der Tragteil und sein Elektrodenelement auf der Scheibe 14 abgestützt und von ihr getragen werden.
Die mit einem Tragteil, beispielsweise dem Gittertragteil 50 verbundenen Drähte, haben weitere Abstände von einander als die mit einem anderen Tragteil, beispiels weise dem Tragteil 48 für die Kathodenhülse ver bundenen Drähte. Die in weiteren Abständen angeordneten Drähte tragen den in einem grösseren Abstand von der Isolierscheibe angeordneten Tragteil.
Der Metallkolben 12 (Fig. 1 und 7) ist mit einem auswärts gestuften Teil 116 versehen, so dass ein Ringanschlag 118 gebildet wird, gegen den die Scheibe 14 angelegt werden kann, um die Tiefe des Eintritts der Scheibe in den Kolben zu bestimmen. Zur hermetischen Verbindung des Mantels 12 mit dem Metallüberzug auf dem Umfang der Scheibe verwendet man einen Ring 120 aus Hartlot (Fig. 6).
Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungs beispiel des Verfahrens für das Zusammensetzen und die Behandlung beschrieben.
In diesemAusführungabeispiel besteht -das Verfah- ren aus drei Gruppen von Verfahrensschritten. In der ersten Gruppe von Verfahrensschritten werden ver schiedene der in Fig. 1 gezeigten Teile auf einer ge eigneten Vorrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, angeordnet.
Die zweite Gruppe von Verfahrensschritten um fasst das Erhitzen der Vorrichtung und der darauf angeordneten Teile zwecks Verbindung der Teile zu einer spannungsfreien, freitragenden Konstruktion, der dann ein weiterer Teil hinzugefügt wird.
Die dritte Gruppe von Verfahrensschritten umfasst das Hinzufügen noch eines Teiles zu der Konstruktion und das Erhitzen der so erhaltenen Konstruktion im Vakuum auf eine Temperatur, die niedriger ist als die Temperatur des erstgenannten Erhitzungsschrittes. Dadurch werden die nachträglich hinzugefügten Teile an der Konstruktion befestigt und eingeschlossene Gase ausgetrieben.
Zur Durchführung der ersten Gruppe von Ver fahrensschritten verwendet man eine Vorrichtung 121 aus einem Metall, beispielsweise Chromnickel oder aus einem keramischen Material wie Zirkonium oder Aluminiumoxyd. Gemäss Fig.2 und 3 besitzt die Vorrichtung eine zylindrische Aussenwand, die am einen Ende von einem Bodenteil 124 abgeschlossen wird. Zur Erleichterung der Wärmezufuhr können Teile der Wand weggeschnitten sein. Die Wand 122 ist im Bereich ihres freien Endes relativ dünn und bildet eine Ringschulter 125.
Von dem Bodenteil 124 erstrecken sich aufwärts zwei relativ dünne, konzen trische Zylinder 126, 128, die einen solchen Abstand voneinander haben, dass das zylindrische Gitter 44 und die zylindrische Anode 46 im Abstand vonein ander zwischen sie eingesetzt werden können, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Der äussere Zylinder 126 hat eine etwas kleinere Länge als die zylindrische Anode 46 und einen solchen Innendurchmesser, dass er die Anode satt aufnimmt. Der innere Zylinder 128 hat im wesentlichen die gleiche Länge wie der äussere Zylinder 126 und einen solchen Aussendurchmesser, dass er das Gitter satt aufnehmen kann.
Der Innen durchmesser des inneren Zylinders ist derart be messen, dass er die zylindrische Kathodenhülse 42 satt aufnehmen kann. Der Bodenteil 124 der Vor richtung hat im Bereich der Aussenfläche des inneren Zylinders 128 eine Ringnut 129, damit das Gitter 44 weiter herabreichen kann als die Anode 46 und die Kathodenhülse 42, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Der dünnere Wandteil 130 der Aussenwand 122 der Vorrichtung hat einen solchen Innendurchmesser, d'ass er die Scheibe 14 satt aufnehmen kann.
Zum Zusammenbau der Teile auf der genannten Vorrichtung werden die Anoden 46, das Gitter 44 und die Kathodentraghülse 42 teleskopartig in die Zylinder 126 und 128 der Vorrichtung eingesetzt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Bei dieser Anbringung der genannten Elektrodenelemente auf der Vorrich tung braucht keine bestimmte Reihenfolge eingehalten zu werden.
Danach werden die sich erweiternden Tragteile oder Flansche 48, 50 und 52 in dieser Reihenfolge auf den drei vorher montierten Elektrodenelementen angebracht und dadurch in der gewünschten Lage gehalten, dass die Enden der Elektrodenelemente an den Anschlägen 60, 62 und 64 der Flansche anliegen. Angesichts der verschiedenen Grössen der Flansche müssen sie in der genannten Reihenfolge montiert werden. Zuerst muss der Flansch 52 auf der Anode 46 angebracht werden.
Die rohrförmigen Teile oder Vertiefungen 54, 56 und 58 der Flansche dienen dazu, zusammen mit den Anschlägen die Flansche in ihrer Lage an den Elektrodenelementen festzu halten, bis die Teile durch Hartlöten miteinander verbunden werden.
Nach Anbringung der Flansche in der angege benen Weise sind deren mit Metallüberzügen 68, 70 und 72 versehene Ringrillen nach oben gekehrt.
Darauf kann der Heizfaden 77 in den Kathoden träger 42 eingeführt und an dem unteren Wandteil 124 der Vorrichtung zur Anlage gebracht werden. Bei der Montage des Heizfadens 77 braucht keine be stimmte Reihenfolge eingehalten zu werden. Wenn man jedoch die Kathodentraghülse vor dem Heiz- faden montiert, wird eine Behinderung der Hülse durch die Heizfadenschenkel vermieden.
Nach der Anordnung der Röhrenelemente in der vorgenannten Weise wird die Scheibe 14 in den von dem relativ dünnen Wandteil<B>130</B> gebildeten End- teil der Vorrichtung eingebracht und auf die Ring- Schulter 125 aufgesetzt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Während der Anbringung,der Scheibe 14 auf der Vorrichtung werden die sich .aufwärts erstreckenden Heizfadenschenkel in zwei Öffnungen des innersten Kreises der die Scheibe durchsetzenden Öffnungen eingesetzt.
Beispielsweise können sich die Heizfaden- schenkel teilweise in die in Fig. 3 gezeigten Öffnungen 86 und 88 hinein erstrecken.
Zuletzt werden in die Vorrichtung 121 die Ein- führungs- und die Stützdrähte eingesetzt, die in Fig. 1 gezeigt sind. Zur Vereinfachung des Zusammenbaus werden zunächst nur die Stützdrähte und dann die Einführungsdrähte eingesetzt.
Die drei äussersten Kreisanordnungen der die Scheibe durchsetzenden Öffnungen korrespondieren axial mit den in den Flanschen ausgebildeten und mit den Metallüber zügen 68, 70 und 72 versehenen Ringrinnen. Dabei korrespondiert jede Kreisanordnung der Öffnungen in der Scheibe mit der Ringrinne des entsprechenden Flansches unabhängig von der Verdrehung der Scheibe 14 in bezug auf die genannten Flansche. Diese Unabhängigkeit von der Verdrehung zwischen der Scheibe 14 und den Flanschen 48, 50 und 52 er leichtert den Zusammenbau, ob er nun von Hand oder maschinell durchgeführt wird.
Die wie vorstehend beschrieben angebrachten Einführungs- und Stützdrähte sind so angeordnet, dass sie an den entsprechenden Flanschen 48, 50 bzw. 52 anliegen. Gleichzeitig liegen die Einfüh rungsdrähte 26 und 28 an den Heizfadenschenkeln 110,<B>111</B> an. Die Stützdrähte 30, 32 (Fig. 1) liegen an dem Flansch 52, die Stützdrähte 34, 36 an dem Flansch 50 und die Stützdrähte 38, 40 an dem Flansch 48 an. Infolge der Axialabstände zwischen den Flanschen 48, 50 und 52 sind .die Drähte 30, 32 länger als die Drähte 34, 36 und diese wieder länger als die Drähte 38, 40. Die Einführungsdrähte 20, 22 und 24 liegen an den Flanschen 52, 50 bzw. 48 an.
Die Vertiefungen oder Rinnen in der Nähe des Umfangs der Flansche dienen zum Festlegen der Drahtenden für den Hartlötvorgang.
Schliesslich können in die von den Tragdrähten nicht besetzten Hohlräume der Öffnungen: 92, 96, 100, 102, 104 und 108 nicht gezeigte Kupferkugeln eingesetzt werden, so dass eine Kupfermasse 113 (Fig. 4) gebildet wird, welche die Hohlräume ausfüllt und zu der mechanischen Abdichtung der Hohlräume beiträgt. In die leere Öffnung 90 (Fig. 3) kann ein Stift 131 eingesetzt werden, der aus Kupfer besteht oder einen Kupferüberzug hat und dessen Länge im wesentlichen der Dicke der Scheibe 14 entspricht.
In der so erhaltenen losen Vereinigung der Teile sind die Flansche sowohl in der Radial- bzw. Quer richtung als auch in der Längsrichtung der Vorrich tung 121 gestuft. Dies erleichtert nicht nur die soeben beschriebenen Vorgänge des Zusammensetzeis, son dern ergibt auch eine Konstruktion, :in d ier zwischen den Drähten nur eine kleine Kapazität vorhanden ist.
Ausserdem liegt jedes der zusammengesetzten Ele mente an :einem anderen über dinen Metallüberzug an, der die Elemente zu einer festen Konstruktion ver bindet, nachdem die nachstehend beschriebene zweite Gruppe der Verfahrensschritte durchgeführt wordien ist. Die lose zusammengesetzten Teile .sind spannungs- und daher auch verformungsfrei.
Die zweite Gruppe von Verfahrensschritten um fasst das Erhitzen der Vorrichtung 121 und der darin gemäss Fig. 2 eingesetzten Teile in einer reduzieren den, beispielsweise Wasserstoffatmosphäre. In dem ersten Schritt dieser Gruppe wird die Vorrichtung mit den Teilen in einem Ofen mit einer Wasserstoff atmosphäre erhitzt, der eine Temperatur von etwa 1l30 C hat. In einem Ausführungsbeispiel wurden die Teile innerhalb der ersten Minute des Erhitzens auf die Temperatur des Ofens gebracht. Nach dem Erreichen dieser Temperatur wurden die Teile meh rere Minuten lang in dem Ofen belassen.
In dem nächsten Schritt werden die Teile und die Vorrich tung auf eine Temperatur von etwa 250 C abge kühlt. Dieser Kühlschritt dauert etwa zwei Minuten. Die in der Vorrichtung 121 eingesetzten Teile sind jetzt mittels der genannten Metallüberzüge durch Hartlötung miteinander verbunden. Nach dem Her ausnehmen aus dem Ofen lässt man die Vorrichtung und die darin eingesetzten Teile auf Zimmertempe ratur abkühlen. Während dieses zweiten Schrittes er fahren die Teile keine Verformung.
Die so erhaltene hartgelötete Konstruktion wird dann der Vorrichtung 121 entnommen und das Kathodenorgan 74 wird satt über d(as freie Ende der Kathodentraghülse 42 aufgeschoben, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Somit nimmt das Kathodenorgan 74 jetzt einen Teil des Raums ein, der vorher von dem Zylinder 128 der Vorrichtung besetzt worden war, der als zeitweilige Abstützung diente, die bei dem Herausnehmen der miteinander verbundenen Teile aus der Vorrichtung entfernt wurde.
Die Innenfläche des Organs 74 und die Aussen fläche der Kathodentraghülse 42 sind genügend rauh, um mehrere Berührungspunkte zu ergeben, die wäh rend der nachstehend beschriebenen Schritte der drit ten Gruppe beispielsweise durch Sintern miteinander verbunden werden können.
In der dritten Gruppe von Verfahrensschritten wird eine in Fig. 6 gezeigte Heiz- und Evakuierein- richtung verwendet. Diese, Einrichtung besitzt eine evakuierte Kammer, beispielsweise ein Glocke 140 aus keramischem Material oder einem hitzebestän digen Glas, die durch Anlage an einer hitzebestän digen Dichtung 142, die auf der geflanschten metal lischen Leitung 144 angeordnet ist, über diese mit einem nicht gezeigten Vakuumerzeuger in Verbindung steht.
Innerhalb der Glocke 140 ist eine rohrförmige metallische Muffe 146 angeordnet, die im Bereich ihrer Enden mit Wärmeabschirmplatten 148 und 150 versehen ist. Ein in der Muffle angeordnetes Trag organ 152 ist geeignet, zwischen den, Wärmeschirm- platten 148 und 150 eine Röhrenanordnung zu tragen, die aus einem Kolben 12 und der Scheibe 14 mit dem in Fig. 5 gezeigten Röhreneinsatz;
besteht. Zum Erhitzen der Muffe 146 ist eine Hochfrequenz-Induk- tionsspule 154 vorgesehen, die an eine geeignete, nicht gezeigte, einstellbare Energiequelle angeschlos sen ist. Die Muffe strahlt Wärme auf die genannte Röhrenanordnung ab.
Zur Durchführung der dritten Gruppe von Ver fahrensschritten wird der Kolben über die Scheibe 14 geschoben, bis die Schulter oder der Anschlag 118 (Fig. 1) des Kolbens auf der Scheibe ruht, wobei ein Hartlotring 120 :so .angeordnet worden ist, @dass er an dem Umfang der Scheibe an- und auf dem Rand des Kolbens aufliegt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Die so erhaltene Röhrenanordnung wird dann auf das Trag organ 152 aufgesetzt. Darauf wird der Spule 154 elektrische Energie zugeführt, so dass sie die Muffe 146 auf eine Temperatur erhitzt, die so hoch ist, dass die Röhrenkonstruktion durch die von der Muffe abgestrahlte Wärme auf eine Temperatur von etwa 800a C erhitzt wird. Man belässt die Röhrenkon struktion mehrere Minuten lang auf dieser Tem peratur, damit die Metallbestandteile der Anordnung entgast werden. Während dieses Erhitzungsschritts arbeitet der Vakuumerzeuger weiter und saugt Gas aus der Glocke und dem Innenraum des Röhren kolbens. Die Gase treten aus dem genannten Kolben durch einen Ringraum zwischen dem lose angeord neten Mantel und dem zuerst hergestellten Röhren einsatz aus.
Die vorgenannte Temperatur genügt nicht zum Schmelzen des Hartlotringes 120 oder zum voll ständigen Ansintern der Kathodenorgane 74 an seine Hülse 42. Versuche haben gezeigt, dass eine Ent- gasungsbehandlung und Evakuierung von mehreren Minuten bereits einwandfreie Ergebnisse bringt. Bei längeren Behandlungszeiten, bis zu 60 Minuten, ist natürlich eine erhöhte Gewähr für eine weitestmög- liche Entgasung und Evakuierung gegeben.
Bei fortgesetzter Evakuierung der Glocke 140 wird dann die Energiezufuhr zu der Spule 154 erhöht, so dass die Röhrenteile auf eine Temperatur von etwa 950 C erhöht werden. Bei dieser Temperatur wird das Organ 74 weiter an seine Traghülse 42 angesin- tert und schmilzt der Hartlotring 120, so dass der Mantel 12 durch Hartlötung vakuumdicht mit der Scheibe 14 verbunden wird. Dagegen werden die vorher durchgeführten Hartlötungen nicht beein trächtigt und erfolgt kein Schmelzen des Kupferlots.
Zum Hartlöten bei dieser niedrigeren Temperatur kann der Hartlotring 120 aus einer geeigneten Le gierung, beispielsweise einer Nickelzinnlegierung oder ,dem Nickel und Zinn enthaltenden Lot bestehen, das unter dem Namen NIORO bekannt ist.
Während der Entgasung kann dem Heizfaden 77 elektrische Energie zugeführt werden, um zur Ver besserung der Entgasung die von der Muffe 146 zugeführte Wärme zu ergänzen. In Versuchen hat es sich jedoch gezeigt, dassauch ohne eine solche Ener giezufuhr zu dem Heizfaden einwandfreie Röhren er halten werden. Fig. 7 zeigt eine Röhre, die durch die vorstehen den drei Gruppen von Verfahrensschritten erzeugt worden ist.
Das Kathodenorgan 74, das Gitter 44 und die Anode 46 sind robust auf den Flanschen 48, 50 bzw. 52 angeordnet, die eine beträchtliche seitliche Erstreckung aufweisen und im Bereich ihres Um fanges von je einem Dreibein getragen werden, das aus einem Einführungs- und zwei Stützdrähten be steht, die fest an der Scheibe 14 angebracht sind. Dadurch wird eine Verdrehung sowohl als auch eine Verschiebung der Elektroden relativ zueinander wirk sam behindert, so dass die Kathode und das Gitter in einem kleinen Abstand voneinander angeordnet werden können, ohne dass ein Kurzschluss zwischen ihnen auftreten kann.
Die relativ einfache Konstruktion der Röhrenteile und .das vorteilhafte Verfahren zur Herstellung der selben gemäss der vorstehenden Beschreibung ermög lichen die Herstellung der Röhre mit sehr kleinen Abmessungen.
In einem Ausführungsbeispiel betrug der Gesamt durchmesser der Röhre 9,5 mm und die Länge etwa 12,7 mm. Der in Fig. 7 gezeigte Kolben 12 ist länger als zur Aufnahme der Elektroden notwendig, doch schafft die zusätzliche Länge eine grössere Fläche zur Wärmeabfuhr. Man kann natürlich auch kürzere Män tel verwenden und zur besseren Wärmeabfuhr mit zusätzlichen, nicht gezeigten Kühlorganen versehen. Dies ist besonders leicht möglich, weil der Kolben 12 keinen Anschluss für irgendein Elektrodenelement aufweist.
Vorstehend ist zwar beispielsweise eine relativ kleine Grösse angegeben, doch soll dies nicht als Be grenzung für die mögliche Verkleinerung angesehen werden.
In ihren bevorzugten Ausführungsformen ergibt die Erfindung eine einfache Konstruktion, die zu einem besseren Wirkungsgrad der Röhre beiträgt, so dass der normale Leistungsbedarf im Betrieb herab gesetzt wird. Ferner erfordert der Zusammenbau der Röhre nur eine relativ geringe Geschicklichkeit. Die Erfindung ermöglicht einen fortschreitenden Zusam menbau, in dem die Röhre durch aufeinanderfolgendes Hinzufügen der einzelnen Teile erhalten wird, wo durch die Schrumpfung herabgesetzt wird.
Diese Art des Zusammenbaues ist vorteilhafter als die Herstel lung von Baugruppen, da sie sowohl von Hand als auch maschinell leichter durchführbar ist und den Ausschuss auf ein Minimum herabsetzt.