DE1021098B - Vorrichtung zum OEffnen und/oder Schliessen einer mit Alkalimetallen, z.B. Caesium, gefuellten Glasampulle od. dgl. in Vakuum - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei verschiedenen Arten von Elektronenröhren, beispielsweise Fernsehaufnahmeröhren, Sekundärelektronenvervielfachern u. dgl., in denen, Fotokatoden Verwendung finden, besteht die Aufgabe, diese zwecks Formierung mit Cäsium oder einem anderen Alkalimetall zu, bedampfen. Da Alkalimetalle sehr schnell oxydieren, geschieht die Bedampfung in fast allen Fällen unter Vakuum. So verwendet man z. B. zur Herstellung von Cäsium im Innern einer Elektronenröhre entsprechend geformte Tantalbleche, in denen Cäsiumbichromat und Zirkonpulver, Aluminiumpulver u. a. m. gehalten werden. Durch die Erwärmung der Tantalbleche wird das Cäsium frei und bedampft die Fotokatode. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß dar Herstellungsprozeß des Cäsiums in der betreffenden Elektronenröhre selbst vor sich geht und dabei das benutzte Bindemittel zu Verunreinigungen des Cäsiums führen kann. Außerdem können die Verdampfungsrückstände zu Störungen des Funktionsmechanismus führen bzw. die Qualität der Röhre herabsetzen. Es ist auch bekannt, das Alkalimetall in Glaskapillaren eingeschlossen in die Elektronenröhre einzubringen. Das Öffnen, der Kapillarröhren geschieht dann in der Art, daß dieselben, auf einer Metallscheibe im Innern der Elektronenröhre so angebracht werden, daß die zugeschmolzenen Spitzen der Kapillarröhren durch die Wärmeübertragung von. der mittels eines Hochfrequeinzstromes erhitzten Metallscheibe zum Abbrechen gebracht werden. Diese Vorrichtung arbeitet zwar mit ziemlicher Sicherheit, besitzt jedoch die Mängel, daß durch das Abbrechen der Spitzen, Fremdkörper in Form von Glassplittern und Glasstaub in der Röhre enthalten sind, was ebenfalls eine Qualitätsminderung der betreffenden Elektronenröhre verursacht, und außerdem die einwandfreie Funktion erst durch die Verwendung von Natrium - Magnesium - Borosilikat - Glas gewährleistet wird.

Eine weitere bekannte Anordnung zur Verdampfung eines Gettermetalls besteht aus einem das Gettermetall in einer bestimmten Menge enthaltenden verschlossenen Glasröhrchen, um das eine Heizwendel gelegt ist. Das Röhrchen weist an seinem Umfang eine dünnwandige, warzenartige Erhöhung auf, die die Heizwendel fast berührt. Wird diese zum Glühen gebracht, so> erwärmt sich das in dem Röhrchen befindliche Gettermetall und entwickelt einen solchen Dampfdruck, daß die dünnwandige Stelle des Glasröhrchens so¹ weit aufgeblasen wird, daß sie den glühenden Draht berührt und sich öffnet. Durch diese Öffnung tritt das Gettermetall in Dampfform aus. Dazu ist notwendig, die Temperatur für Sie Heizwendel so hoch zu wählen., daß der Dampfdruck des Gettermetalls ausreicht, um die gleichzeitig zu_ erwärmende dünnwandige Vorrichtung zum öffnen und/oder

Schließen einer mit Alkalimetallen,

z. B. Cäsium, gefüllten Glasampulle

od. dgl. in Vakuum

Anmelder:

VEB Werk für Fernmeldewesen,
Berlin-Oberschöneweide, Ostendstr. 1-5

Dipl.-Phys. Werner Krüger, Berlin,
ist als Erfinder genannt worden

Stelle des Röhrchens aufzublasen. Eine teilweise Reaktion des heißen Metalldampfes mit dem Glas, welches sich am: Transformationspunkt befindet, und der auf hohe Temperatur gebrachten Heizwendel ist während dieses Vorganges sehr wahrscheinlich. Damit wird jedoch das Gettermetall verunreinigt und in seiner Wirkung abgeschwächt oder unbrauchbar. Nachteilig ist auch, daß zum Öffnen der Ampulle der heiße Metalldampf mit dem erforderlichen Dampfdruck notwendig ist. Das läßt keine Kontrolle der sich ausbreitenden Dampfwolke zu, so daß Konden,-sationen des Dampfes in einer gewissen Umgebung des Röhrchens unvermeidbar sind. Weiterhin besteht die Gefahr, daß die dünnwandige Stelle nicht durch den erhitzten Draht der Heizwendel geöffnet wird, sondern vorher aufplatzt, so daß kleinste Splitter entstehen können. Aus diesen Gründen ist auch diese Anordnung zum Öffnen von Glasampullen, bzw. Glasröhrchen, insbesondere zur Formierung von Fotokathoden in evakuierten Röhren ungeeignet.

Mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Mängel der bekannten Anordnungen vermieden. Ihre Wirkungsweise beruht auf der Erkenntnis, daß man Gegenstände aus Glas, Bergkristall od. dgl. bei den zur Bearbeitung benötigten Temperaturen mit Werkzeugen bearbeiten kann, deren Material einen von dem zu bearbeitenden: Material entsprechend unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten hat und dabei nicht anhaftet, z. B. Wolfram, Molybdän u. dgl. Die Vorrichtung gewährleistet ein Öffnen und/oder Schließen einer mit Alkalimetallen.,

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ζ. B. Cäsium, gefüllten. Glasampulle od. dgl. in einer unter Verwendung von Fotokatoden arbeitenden evakuierten Röhre, ζ. B. Elektronenvervielfacher, Bildaufnahme u. dgl., erfindungsgemäß dadurch, daß eine Haarnadelschlaufe aus Wolfram, Molybdän od. dgl. an der zum Öffnen; und/oder Schließen vorgesehenen Stelle über die Ampulle gestreift ist und während ihrer Erhitzung auf die Schmelztemperatur des Glases eine Relativbewegung zwischen der

neben dem Öffnen ein gleichzeitiges Schließen des Ampullenteiles la an seiner Schmelzkante 4 mit einer folienartigen vakuumdichten Glasschicht.

Besteht die Aufgabe, zwei offene Ampullenstutzen bzw. Ampullen, mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verbinden, so· ist es vorteilhaft, wenn diese mit ihren Öffnungen einander zugekehrt fest in den zum Verschmelzen benötigten Abstand voneinander

zend entlang gleitet und die Ampulle la vakuumdicht verschließt (Abb. 2).

Abb. 3 zeigt eine noch ungeöffnete Ampulle 1 mit den Halteringen 2j die an den Haltefedern 3 und 6 5 befestigt sind. Um die Ampulle 1 liegt wiederum eine Schlaufe 5, die an eine nicht dargestellte Stromquelle angeschlossen ist. In Abb. 4 ist die Ampulle im geöffneten Zustand dargestellt. Dabei bewirkt die Haltefeder 3 während des schmelzenden. Eindringens der

Schlaufe und der Ampulle stattfindet. Das Öffnen der io Schlaufe 5 in die Ampulle 1 das Aufrichten des Am-Ampulle geschieht dabei ohne Mitwirkung des Am- pullenteiles 1 a. Die Haltefeder 6 verhindert durch pulleninhalts. Die Erhitzung der Schlaufe erfolgt am ihren leichten Druck ein Verklemmen während des besten durch Anlegen einer entsprechenden elek- Aufschmelzens und ein unerwünschtes Zusammenirischen, Spannung an aus der betreffenden Elek- schmelzen hinter der Schlaufe 5. Außerdem hält sie troiienröhre herausragende Kontaktstifte oder mittels 15 den Ampullenteil 1 b nach dem Aufschmelzen. Bei einer Kurzschlußwindung im Innern der Röhre. Da verringertem Druck der Feder 3 bewirkt die Schlaufe 5 der Schmelzvorgang unter Vakuum erfolgt, wird eine
Oxydation, des Drahtes verhindert. Damit wird erreicht, daß neben dem Öffnen einer Ampulle sowohl
ein Schließen als auch ein Verbinden zweier offener 20
Ampullen ermöglicht ist, was z. B. für eine genaue
Festlegung des Cäsiumhaushalts in Röhren mit Fotokatoden von Bedeutung ist. Außerdem ist die Vorrichtung einfach herzustellen und leicht einzubauen,

so daß eine rationelle Fertigung gewährleistet ist. 25 und die Schlaufe unter der Wirkung einer Federkraft Einige Anwendungsbeispiele der erfindungsgemä- beweglich gelagert sind. Durch unterschiedliche Korn ßen Vorrichtung werden beschrieben. bination der Drahttemperatur vor dem Verschmelzen

Das Öffnen einer Ampulle in der Art des Auf- und während des Verschmelzens mit der vom Federschmelzens geschieht nach der Erfindung derart, daß druck abhängigen Schmelzgeschwindigkeit wird erdie Ampulle beweglich so gehaltert ist, daß die 30 reicht, daß die beiden Ampullenstutzen bzw. Ampullen Relativbewegung unter der Wirkung einer Federkraft entweder zu einer Ampulle oder nur zu einer rnechaerfolgt, wodurch die Schlaufe schmelzend in die nischen Einheit mit zwei durch eine Wandung ge-Ampullenwandung eindringt. Dabei ist die öffnungs- trennten Hohlräumen verschmolzen werden,. Außerdem dauer sowie die Eindringtiefe der Schlaufe von außer- besteht bei dieser Art der erfindungsgemäßen Vorhalb der evakuierten Röhre mittels der an die 35 richtung noch die Möglichkeit, bei Verwendung einer Schlaufe gelegten elektrischen Spannung regelbar. Schlaufe aus relativ dickem Draht oder vorteilhaft

Das Schließen einer Ampulle wird derart ausge- Band die öffnungen beider Ampullenstutzen bzw. führt, daß vor dem Schließvorgang eine Erwärmung Ampullen vakuumdicht mit einer folienartigen Wander Ampulle bis kurz unter die Schmelztemperatur dung zu überziehen, so daß zwei Ampullen entstehen, des Glases über die erhitzte Schlaufe erfolgt. Wäh- 40 Wird an Stelle der beiden offenen Ampullen eine verrend des Schließ ens ist die Relativbewegung von schlossene Ampulle verwendet, so läßt sich diese eben Ampulle und Schlaufe die gleiche wie beim öffnen, falls auf die oben beschriebene Weise zu zwei vakuumnur daß die Federkraft etwas kleiner ist als beim dichten Ampullen trennen. In den Abb. 5 bis 8 ist Öffnen. Der Draht dringt schmelzend in die Am- diese Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung darpullenwandung ein und bewirkt ein Zuschmelzen der 45 gestellt. Abb. 5 zeigt die Vorrichtung vor dem vorgewärmten Ampulle. Schließen der beiden Ampullen 1 α mittels der z. B. an

Die Vorrichtung nach der Erfindung gestattet auch zwei Zugfedern 8 befestigten Schlaufe 5. Die Amdas Zuschmelzen einer Ampullenhälfte während des pullen sind über Halteringe 2 und Haltebügel 7 starr Aufschmelzens. Dabei ist die Ampulle an. ihren bei- befestigt. Abb. 6 zeigt die Vorrichtung nach dem Verden Enden; Federkräften ausgesetzt, die die Relativ- 50 binden der Ampullen la zu einer Ampulle 1. Eine anbewegung auslösen. Weil die Federkraft, der das eine dere Einstellung der Schlaufentemperatur und der

Zugkraft der Feder 8 erzielt eine Verschmelzung der
Ampullen in der Art, wie sie in Abb. 7 dargestellt ist.
Die Ampulle ist zwar ein mechanisches Ganzes, jeist sie durch die während des Verschmelzprozesses entstandene Glasfolie 9 in zwei vakuumdichte Kammern 1 c unterteilt. Abb. 8 zeigt die Vorrichtung nach dem Verschmelzen bei Verwendung
einer Schlaufe 5 aus entsprechend starkem Draht oder

Ende der Ampulle ausgesetzt ist, größer ist als die auf das andere Ende einwirkende Federkraft, jedoch trotzdem kleiner als beim, beiderseitigen Öffnen, wird bewirkt, daß die Schlaufe während des Durchdrin- 55 doch gens der Ampullenwandung die Ampullenhälfte, auf der der Druck der stärkeren Feder liegt, nicht öffnet, sondern die Schmelzkante mit einer folienartigen Wandung vakuumdicht überzieht.

In der Zeichnung sind die zwei Ausführungsformen 60 eines Bandes. Zwei Ampullen nach Abb. 5 bzw. eine

der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Ampulle nach Abb. 3 sind dabei zu vakuumdicht mit

Abb. 1 zeigt eine einseitig gehalterte offene Am- Glasfolien 10 verschlossenen Ampullen 1 d verschmoi-

pulle 1 α mit dem Haltering 2, der an der Haltefeder 3 zen worden.

befestigt ist. Um die Ampulle la liegt die Schlaufe 5, Die A^orrichtung nach der Erfindung läßt sich die an eine auf der Abbildung nicht dargestellte 6,5 weiter zum definierten Aufdampfen eines Alkali-Stromquelle angeschlossen ist. Bei Erwärmung der metalls, z. B. Cäsiums, auf eine Fläche durch die öff-Schlaufe 5 bis kurz unter die Schmelztemperatur des nung einer Ampullenhälfte unter eventueller Zuhilfe-Glases erweicht sich die Ampulle an ihrer Öffnung 4, nähme von vor dieser Öffnung liegenden Blenden verdie Feder 3 drückt die· Ampulle gegen die Schlaufe 5, wenden, Dabei wird nach Abb. 4 geöffnet, wobei sich wodurch diese an der erweichten Öffnung 4 schmel- 70 das zu verdampfende Cäsium in der Ampullen-

hälfte 1 b befindet. Die Verdampfung geschieht derart, daß die Schlaufe 5 so weit erhitzt wird, bis das Cäsium als gerichteter Atomstrahl aus der Ampullenhälfte 1 b heraustritt.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Öffnen und/oder Schließen einer mit Alkalimetallen,, z. B. Cäsium, gefüllten Glasampulle od. dgl. in einer unter Verwendung von Fotokatoden arbeitenden evakuierten Röhre,

z. B. Elektronenvervielfacher, Bildaufnahmeröhre u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß eine Haarnadelschlaufe (5) aus Wolfram, Molybdän od. dgl. an der zum Öffnen und/oder Schließen vorgesehenen Stelle über die Ampulle (1, 1 a) gestreift ist und während ihrer Erhitzung auf die Schmelztemperatur des Glases eine Relativbewegung zwischen der Schlaufe und der Ampulle stattfindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung unter der Wirkung von Federkraft erfolgt.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft beim Schließen der Ampulle (1 a, 1) kleiner ist als beim Öffnen.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Ampulle (1, la, Ib) oder die Schlaufe (5) der die Relativbewegung auslösenden Federkraft ausgesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der Ampulle Federkräften ausgesetzt sind, die die Relativbewegung auslösen (Abb. 3 und 4).

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft, der das eine Ende (1 d) der Ampulle ausgesetzt ist, größer ist als die auf das andere Ende (1 b) der Ampulle ausgeübte Federkraft (Abb. 3 und 4).

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ampulle (1 a) nur einseitig der die Relativbewegung auslösenden Federkraft ausgesetzt ist (Abb. 1 und 2).

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ampullen (1 a) mit ihren Öffnungen einander zugekehrt in einem solchen Abstand voneinander fest gelagert sind., daß die Schlaufe (5) unter der Wirkung einer Federkraft (8) beide Ampullen zu einer einzigen vereinigt.

9. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigung beider Ampullen in Abhängigkeit von der Federkraft (8) und Temperatur der Schlaufe (5) wahlweise mit oder ohne Bildung einer Zwischenwand zwischen beiden Ampullen erfolgt.

10. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4 und S und 9, dadurch gekennzeichnet,daß zwei Ampullen (la) mit ihren Öffnungen: einander zugekehrt in einem solchen Abstand voneinander fest gelagert sind, daß die Schlaufe (5) unter der Wirkung der Federkraft (8) beide Ampullen ohne Vereinigung gleichzeitig verschließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 351 641.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 810/273 12.57