Kühlungsradiator für Hochleistungselektronenröhren und Verfahren zu
seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen Kühlungsradiator für Hochleistungselektronenröhren
sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.Cooling radiator for high power electron tubes and procedures too
Its manufacture The invention relates to a cooling radiator for high-performance electron tubes
and a method for its production.
Bei den Hochleistungselektronenröhren entsteht während des Betriebes
an ihren Anoden derartig viel Wärme, daß diese abgeführt werden muß. Das kann beispielsweise
durch ein flüssiges Kühlmittel geschehen. Das erfordert großen baulichen Aufwand.
Man kann die Wärme aber auch direkt an die Außenluft abführen. Das geschieht mit
Hilfe von Radiatoren, die mit der Anode der Elektronenröhre verbunden sind. Die
Wärme wird dabei in den Raum außerhalb der Röhre abgeführt. Die Funktion und auch
der Wirkungsgrad der Elektronenröhre sind von der Vollkommenheit der Wärmeabfuhr
mittels eines Kühlungsradiators abhängig. Die Wärmeabfuhr hängt eng mit der Verbindung
des Radiators mit der Anode zusammen, d. h. der Wärmekontakt muß sehr gut sein.
Bisher wurden die Radiatoren in verschiedenen Ausführungen hergestellt, wobei der
Außenteil zwecks besserer Wärmeabgabe gewöhnlich mit Rippen versehen worden ist.
Die Anode wurde mit dem Radiator in verschiedenen Erzeugungsstadien der Elektronenröhre
versehen, und die Verbindung geschah meistens durch Löten, und zwar durch Weich-oder
Hartlot. Bei dem Löten gelingt es meistens nicht, einen guten Kontakt zwischen den
Kühlungsrippen und dem Anodenkörper an der gesamten Anodenoberfläche zu erreichen.
Dadurch kann es geschehen, daß Oberflächenteile der Anode ungenügend gekühlt werden
und es sogar zu einem punktförmigen Durchschmelzen der Anodenwand kommen kann. Die
Grundforderung, der ein guter Radiator entsprechen muß, besteht darin, den wirksamsten
Wärmeübergang von der Anode der Elektronenröhre in den Körper des Radiators und
damit auch in seine Kühlungsrippen zu sichern. Diese Forderung konnte bisher nur
ein solcher Radiator erfüllen, der aus demselben Stück Material hergestellt worden
ist, aus dem auch die Anode besteht. Die Anode wird aber bekanntlich immer aus Kupfer
hergestellt, wobei zu beachten ist, daß sie zwecks Entgasung während der Erzeugung
der Elektronenröhre mehrmals erhitzt werden muß. Wenn die Kühlungsrippen am Körper
noch vor dem Pumpvorgang hergestellt werden, kann es dann infolge der beträchtlichen
Erwärmung während des Pumpvorganges leicht zu einer Beschädigung oder sogar zu einer
Vernichtung der Rippen kommen. Die Ausbildung der Rippen nach der Beendigung des
Pumpvorgangs ist aus technologischen Gründen fast unmöglich, denn mit Rücksicht
darauf, daß die fertige Röhre weitmöglichst vor jeglichen Erschütterungen bewahrt
werden muß, würde es ein sehr vorsichtiges Drehen und Fräsen beanspruchen. Die Kupferanode
einer fertigen Röhre ist sehr weich, und ihre nachträgliche Bearbeitung würde mit
größten Schwierigkeiten verbunden sein. Bei den mit Silber gelöteten Radiatoren
fällt zwar das Drehen und Fräsen weg, aber die Reinigung von dem Zunder, der bei
dem Pumpvorgang entsteht, ist schwierig, jedoch unausweichbar, denn der Zunder führt
die Wärme nur sehr unausreichend ab und verschlechtert die Kühlungseigenschaften
des Radiators. Der Nachteil der bisher bekannten Radiatoren, welche mit der Anode
einen einheitlichen Körper bilden, ist in der Umständlichkeit der Produktion und
den daraus folgenden hohen Produktionsunkosten zu erblicken. Als Nachteil muß außerdem
auch die Tatsache angesehen werden, daß die Radiatoren bei den bisher bekannten
Ausführungen aus Kupfer hergestellt werden, wobei dieses Metall einerseits stark
oxydiert wird und außerdem ein verhältnismäßig großes Gewicht hat.In the case of high-performance electron tubes, this occurs during operation
so much heat at their anodes that it has to be dissipated. For example
done by a liquid coolant. This requires a great deal of construction work.
But you can also dissipate the heat directly to the outside air. That happens with
With the help of radiators connected to the anode of the electron tube. the
Heat is dissipated into the space outside the tube. The function and also
the efficiency of the electron tube are of the perfection of heat dissipation
by means of a cooling radiator. The heat dissipation is closely related to the connection
the radiator together with the anode, d. H. the thermal contact must be very good.
So far, the radiators have been manufactured in different versions, with the
Outer part has usually been provided with ribs for better heat dissipation.
The anode was connected to the radiator at various stages in the production of the electron tube
provided, and the connection was mostly made by soldering, either by soft or
Hard solder. When soldering, it is usually not possible to establish a good contact between the
To achieve cooling fins and the anode body on the entire anode surface.
As a result, it can happen that parts of the surface of the anode are insufficiently cooled
and it can even lead to a punctiform melting of the anode wall. the
The basic requirement that a good radiator must meet is to be the most effective
Heat transfer from the anode of the electron tube into the body of the radiator and
thus also secure in its cooling fins. So far, this requirement has only been possible
such a radiator that has been made from the same piece of material
from which the anode is made. As is well known, the anode is always made of copper
produced, whereby it should be noted that they are for the purpose of degassing during production
the electron tube has to be heated several times. When the cooling fins on the body
can be produced even before the pumping process, it can then be due to the considerable
Heating during the pumping process can easily lead to damage or even to one
Destruction of the ribs is coming. The formation of the ribs after the completion of the
For technological reasons, the pumping process is almost impossible, because with consideration
ensure that the finished tube is protected from any vibrations as much as possible
must be, it would require very careful turning and milling. The copper anode
a finished tube is very soft, and its subsequent processing would be done with
greatest difficulties. With the radiators soldered with silver
Turning and milling are no longer necessary, but the cleaning of the scale that is involved
the pumping process is difficult, but inevitable because the scale leads
the heat only very inadequately and worsens the cooling properties
of the radiator. The disadvantage of the previously known radiators, which with the anode
Form a unitary body is in the awkwardness of production and
to see the resulting high production costs. As a disadvantage must also
also be considered the fact that the radiators in the previously known
Designs made of copper are made, this metal being strong on the one hand
is oxidized and also has a relatively large weight.
Es sind weiterhin Kühlungsradiatoren bekannt, deren Kühlrippen aus
Aluminium bzw. aus Magnesiumlegierung hergestellt sind und bei denen die Kühlrippen
verschiedenartige Formen aufweisen, wobei sie auch mit einem separaten Kühler versehen
sein können. Jedoch ist auch bei diesen Anordnungen das Anbringen des ganzen Radiators
bzw. der einzelnen Kühlrippen an die Anode durch Anlöten ausgeführt.
Die
Erfindung geht aus von einem luftgekühlten oder durch Verdampfungswärme gekühlten
Radiator mit Kühlrippen aus einer Aluminiumlegierung für Hochleistungselektronenröhren.There are also cooling radiators known whose cooling fins are made of
Aluminum or magnesium alloy are made and in which the cooling fins
have various shapes, also being provided with a separate cooler
could be. However, even with these arrangements, the entire radiator has to be attached
or the individual cooling fins performed on the anode by soldering.
the
Invention is based on an air-cooled or cooled by heat of vaporization
Radiator with cooling fins made of an aluminum alloy for high-performance electron tubes.
Die angeführten Nachteile beseitigt erfindungsgemäß ein Radiator,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus einer Legierung aus Aluminium und Kupfer
besteht und unmittelbar an die Metallanode der Röhre angegossen ist. Erfindungsgemäß
besteht die Legierung aus 70 bis 90% Aluminium und 30 bis 10% Kupfer. Dabei ist
der Radiator in der erwünschten endgültigen Form über die ganze Berührungsfläche
des Kühlungsradiators mit der Anode der Elektronenröhre durch Angießen verbunden
und sichert damit eine vollkommene Wärmeabgabe aus der Anode in den Kühlungsradiator.According to the invention, the stated disadvantages are eliminated by a radiator,
which is characterized in that it is made of an alloy of aluminum and copper
exists and is cast directly onto the metal anode of the tube. According to the invention
the alloy consists of 70 to 90% aluminum and 30 to 10% copper. It is
the radiator in the desired final shape over the entire contact surface
of the cooling radiator is connected to the anode of the electron tube by casting
and thus ensures complete heat dissipation from the anode into the cooling radiator.
Durch die Ausführung eines Kühlungsradiators gemäß der Erfindung wird
sein einwandfreier Kontakt mit der Anode bei einem vernachlässigbaren Wärmeübergangswiderstand
erreicht. Die für diesen Zweck neu angewendete Legierung unterliegt zwar auch dem
Oxydationsvorgang, jedoch in einem viel geringerem Maße, und die entstandene schwache
Schicht des Legierungsoxyds verhindert ein weiteres Entstehen von Oxyden an der
Oberfläche der Kühlungsrippe, so daß dann nicht einmal die schwachen Rippen des
Radiators durch den Pumpvorgang gefährdet werden und nach der Herstellung der Röhre
der Radiator nicht gereinigt werden muß. Die wesentlichen Vorteile des Radiators
machen sich durch die auffallende Materialkostenherabsetzung sowie durch die Gewichtsminderung,
als auch durch die leichte Produktion bemerkbar.By implementing a cooling radiator according to the invention
its perfect contact with the anode with a negligible heat transfer resistance
achieved. The alloy used for this purpose is also subject to this
Oxidation process, but to a much lesser extent, and the weak one that arises
Layer of alloy oxide prevents further formation of oxides on the
Surface of the cooling rib, so that not even the weak ribs of the
Radiators are at risk from the pumping process and after the tube is manufactured
the radiator does not need to be cleaned. The main advantages of the radiator
make themselves through the noticeable material cost reduction as well as through the weight reduction,
as well as noticeable by the light production.
Hergestellt wird der Radiator dadurch, daß die bereits mit einem Anschmelzring
oder -kegel aus einem Legierungsmaterial zum Anschmelzen des isolierenden Mantels
versehene Anode in eine vorgewärmte Form eingeschoben wird, in die das Legierungsmaterial
bei einer Temperatur von 600 bis 700° C eingegossen wird.The radiator is manufactured by the fact that the already with a fusible ring
or cones made of an alloy material for melting the insulating jacket
provided anode is inserted into a preheated mold in which the alloy material
is poured at a temperature of 600 to 700 ° C.
Nach dem Auskühlen wird die Anode mit angegossenem Radiator aus der
Form herausgenommen und von den Angüssen frei gemacht. Eine nachträgliche Bearbeitung
der Rippen zwecks ihrer Schwächung wird dann nur bei Elektronenröhren von kleinerem
Ausmaße ausgeführt.After cooling down, the anode with the molded radiator is removed from the
The mold was taken out and made free of the sprues. Subsequent processing
of the ribs for the purpose of their weakening is then only of smaller size in the case of electron tubes
Dimensions executed.