DE10029003C2

DE10029003C2 - Vakuumschaltröhre mit einem Dampfschirm

Info

Publication number: DE10029003C2
Application number: DE10029003A
Authority: DE
Inventors: Roman Dr Renz; Klaus Gessner; Klaus Oberndoerfer; Klemens Fieberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: DE29910718U1; US6657149B1; JP4011912B2; FR2794889B1; CN1175448C; CN1351754A; WO2000077807A1; DE10029003A1; FR2794889A1; JP2003502796A

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Bauelemente und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung von Vakuumschaltröhren anzuwenden, deren Gehäuse einen rohrförmigen Keramikisolator und zwei Endplatten aufweist und bei der der Keramikisolator mit einer innen umlaufenden Stufe zur Befestigung eines zylindrischen Dampfschirmes versehen ist.

Um bei Vakuumschaltröhren der genannten Art den Keramikisolator gegen Ablagerungen von bei Schaltvorgängen verdampfenden Elektrodenmaterial zu schützen, ist es üblich, den Dampfschirm auf schwebendem Potential anzuordnen und für die isolierte Anordnung des Dampfschirmes den Keramikisolator mit einer innen umlaufenden Stufe zu versehen, an deren einer Seite der Dampfschirm mittels einer konisch verlaufenden und in einen zylindrischen Bereich übergehenden Verengung anliegt und an deren anderer Seite ein Haltering anliegt, der den zylindrischen Bereich des Dampfschirmes konzentrisch umgibt und mit diesem form- und stoffschlüssig verbunden ist. Dieser Haltering kann einen zylindrischen Bereich sowie einen sich axial anschließenden, ringartig gewölbten Bereich aufweisen, wobei der zylindrische Bereich mit dem zylindrischen Bereich des Dampfschirmes verbunden ist und der ringartig gewölbte Bereich an der Stufe des Isolators anliegt (EP 0 309 978 A2, Fig. 5; US 4,896,008). - Es ist weiterhin bekannt, den Dampfschirm an einer innen umlaufenden Stufe ohne einen speziellen Haltering zu fixieren, indem das freie Ende des verjüngten Bereiches des Dampfschirmes an deren anderen Seite der Stufe umgebördelt ist (EP 0 406 944 A1/US 5,077,883 A).

- Weiterhin ist es bekannt, einen durchgehend zylindrischen Schirm mit Hilfe eines Halteringes an der Stufe zu befestigen, wobei der Haltering einen ringförmigen, mit dem Dampfschirm verlöteten oder verschweißten Abschnitt sowie beidseitig der Stufe radial abstehende Halteteile aufweist (US 3,586,801 A).

Zur Befestigung eines Dampfschirmes auf schwebendem Potential bei Vakuumschaltröhren, deren Gehäuse wenigstens zwei hohlzylindrische Keramikisolatoren aufweist, ist es weiterhin bekannt, eine zwischen den Keramikisolatoren angeordnete metallische Ringscheibe mit einem sich in Achsrichtung der Vakuumschaltröhre erstreckenden Ansatz zur Halterung des Dampfschirmes zu versehen. Dieser Ansatz kann als konisch verjüngtes Rohrstück ausgebildet und mittels einer galvanisch aufgebrachten Silberschicht versehen sein, um den Dampfschirm beim Verlöten der beiden Keramikisolatoren mit der Ringscheibe zugleich mit dem Dampfschirm stoffschlüssig zu verbinden (DE 44 29 379 A1).

Ausgehend von einer Vakuumschaltröhre mit dem Merkmalen des Oberbegriffes des Schutzanspruches 1 (EP 0 309 978 A2/ US 4,896,008 A) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schirmhalterung dielektrisch zu optimieren und dabei auf eine einfache Herstellbarkeit zu achten. Diese Aufgabenstellung berücksichtigt die Erkenntnis, daß die bekannten Schirmhalterungen, die an der dem Keramikisolator zugewandten Seite relativ scharfe Kanten aufweisen, bei den mittels Hochspannung durchgeführten Prüfungen der Vakuumschaltröhre die dielektrischen Verhältnisse negativ beeinflussen können.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Haltering einen zylindrischen, sich an nach innen ragenden Kragen aufweist und daß das Ende des zy lindrisch auslaufenden Bereiches des Dampfschirmes - den Hal terring axial nicht überragend - an den Kragen des Halterin ges umgebördelt ist, wobei der Dampfschirm und der Haltering aus Kupfer bestehen und mittels eines Kupfer-Silber- Eutektikums verlötet sind, welches aus einer etwa 20 bis 50 µm dicken Silberbeschichtung des Halteringes entstanden ist.

Eine derart ausgebildete Schirmhalterung ist leicht montier bar, weil nach dem Einbringen des Halteringes und des Dampf schirmes in den Isolator nur eine mechanische Maßnahme - leichtes Umbördeln des einen Randes des Dampfschirmes - er forderlich ist, um den Dampfschirm zu fixieren. Eine evtl. zusätzlich vorgesehene stoffschlüssige Verbindung durch Löten kann im Zusammenhang mit der Verlötung der Vakuumschaltröhre als Ganzes vorgenommen werden. - Die neuartige Formgebung für Dampfschirm und Haltering gewährleistet weiterhin, daß sowohl der Haltering als auch der Dampfschirm keine in Richtung des Keramikisolators wirkenden scharfen Kanten aufweisen, also in diesem Bereich keine dielektrischen Schwachstellen vorhanden sind.

Die mechanische Verbindung zweier Bauteile durch Bördeln ist an sich bekannt. Dabei wird in der Regel ein rohr- oder topf förmiges Bauteil mit einem dieses Bauteil abschließenden, vorwiegend scheibenförmigen Bauteil verbunden ("Bauelemente der Feinmechanik", Verf.: Richter, O. und v. Voss, R., Ber lin: Verlag Technik, 1952, 5. Auflage, S. 113 bis 117).

Ein Ausführungsbeispiel für die neuartige Halterung des Dampfschirmes einer Vakuumschaltröhre ist in Fig. 2 im Aus schnitt dargestellt. Fig. 1 zeigt dagegen eine Vakuumschalt röhre mit herkömmlicher Halterung.

Das Gehäuse der bekannten Vakuumschaltröhre gemäß Fig. 1 be steht im wesentlichen aus dem rohrförmigen Keramikisolator 1, zwei mit diesem Keramikisolator verlöteten Endkappen 2 und 3, Das Gehäuse der bekannten Vakuumschaltröhre gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus dem rohrförmigen Keramikisolator 1, zwei mit diesem Keramikisolator verlöteten Endkappen 2 und 3, zwei Stromzuführungsbolzen 4 und 5 zu nicht näher dargestellten Kontakten sowie einem Faltenbalg 6, wobei die Endkappe 3 direkt mit dem Stromzuführungsbolzen 5 und die Endkappe 2 indirekt über den Faltenbalg 6 mit dem Stromzuführungsbolzen 4 verlötet ist. Der Keramikisolator 1 weist eine ringförmig umlaufende Stufe 11 auf, an der mittels eines Halteringes 8 ein Dampfschirm 7 befestigt ist. Dampfschirm und Haltering bestehen üblicherweise aus Stahlblech.

Die umlaufende Stufe 11 ist auf der einen Seite mit einer Schräge 12 versehen, an der der Dampfschirm mittels einer entsprechend konisch geformten Verengung anliegt. Die Stufe 11 weist auf der anderen Seite eine quer zum Keramikisolator 1 verlaufende Anlagefläche 13 auf, an der die Halterung 8 mit einem kreisbogenförmig gekrümmten Bereich anliegt. Ein hohlzylindrisch ausgebildeter Bereich des Halteringes 8 verläuft parallel zu einem entsprechenden Abschnitt des Dampfschirmes 7, wobei das Ende des Dampfschirmes 7 den Haltering 8 axial überragt und leicht nach außen umgebördelt ist. Üblicherweise sind Dampfschirm und Halterung noch durch eine Punktschweißung miteinander verbunden.

Die an der Stufe 11 des Keramikisolators 1 vorgesehene Halterung gemäß Fig. 2 für den Dampfschirm 71 verwendet einen Haltering 81, der aus einem zylindrischen, sich an der Stufe 11 abstützenden Bereich 82 sowie einen sich daran anschließenden, kreisbogenförmig nach innen ragenden Kragen 83 aufweist. An diesen Kragen anliegend ist das eine, zylindrisch ausgebildete Ende 73 des Dampfschirmes mit einem kurzen Abschnitt 74 umgebördelt, wobei das Ende 73 den Haltering 81 axial nicht überragt und somit im Blick auf den Keramikisolator 1 im dielektrischen Schatten des Halteringes 81 liegt. Im übrigen ist der konische Bereich 72 des Dampfschirmes 71 nur soweit geführt, daß der zylindrische Bereich 73 mit leichtem Spiel an der inneren Kante der Stufe 11 entlang geführt ist.

Zur Verlötung des Halteringes 81 mit dem Dampfschirm 7 ist der Haltering wenigstens auf seiner Außenseite mit einer galvanisch aufgebrachten Silberbeschichtung 84 versehen, die bei der Verschlußlötung der Vakuumschaltröhre schmilzt und mit der entsprechenden Oberflächenschicht des aus Kupfer bestehenden Halteringes 81 ein Kupfer-Silber-Eutektikum bildet, das zur Verlötung des Halteringes 81 mit dem Dampfschirm 7 über Kapillarkräfte in den entsprechenden Fügebereich eindringt.

Claims

1. Vakuumschaltröhre, deren Gehäuse einen rohrförmigen Keramik isolator und zwei Endplatten aufweist und bei der der Kera mikisolator mit einer innen umlaufenden Stufe zur Befestigung eines zylindrischen Dampfschirmes versehen ist,
wobei der Dampfschirm mittels einer konisch verlaufenden Ver engung, die in einen zylindrischen Bereich ausläuft, an der einen Seite der Stufe anliegt und mittels eines an der ande ren Seite der Stufe anliegenden, den Dampfschirm konzentrisch umgebenden und mit dem Dampfschirm form- und stoffschlüssig verbundenen Halteringes an der Stufe fixiert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Haltering (81) einen zylindrischen, sich an der Stufe des Keramikisolators abstützenden Bereich (82) und einen sich daran anschließenden, nach innen ragenden, kreisbogenförmigen Kragen (83) aufweist,
daß das Ende (74) des zylindrisch auslaufenden Bereiches (73) des Dampfschirmes (71) - den Haltering (81) axial nicht über ragend - an den Kragen (83) des Halteringes (81) umgebördelt ist und daß der Dampfschirm (71) und der Haltering (81) aus Kupfer bestehen und mittels eines Kupfer-Silber-Eutektikums verlötet sind, das aus einer etwa 20 bis 50 µm dicken Silber beschichtung (84) des Halteringes entstanden ist.