DE1183604B - Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems fuer Kathodenstrahlroehren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystemsfür Kathodenstrahlröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems mit vorwiegend elektronenoptischer Funktion für Kathodenstrahlröhren, bei dem mehrere von einem Elektronenstrahl durchflutete, etwa parallel zueinander in geringem Abstand hintereinander angeordnete, im wesentlichen ebene Elektroden, z. B. nach Art von Lochblenden, von mindestens zwei parallel zur Elektronenstrahlachse angeordneten profilierten, Stab- oder rohrförmigen Keramikstützen, die die einzelnen Elektroden durchsetzen, gehaltert sind und bei dem zur Befestigung der Elektroden ein aus einem Doppelsilikat bestehender Kitt verwendet wird.
• Es ist bekannt, welche Schwierigkeiten eine gleichzeitig exakte, stabile und einfache Halterung derartiger Elektroden mit sich bringt, und es sind deshalb bereits verschiedene Wege beschritten worden.
• Unter anderem ist ein Elektrodensystem für eine Ein- oder Mehrkathodenstrahlröhre bekanntgeworden, bei dem die einzelnen Blenden des relativ langgestreckten Elektrodenaufbaus an einer Anzahl von Isolierstäben gehaltert sind. Die zur Strahlrichtung parallel angeordneten Halterungsstäbe mit besonderen metallischen Halterungsringen zur Befestigung der einzelnen gleich großen Blenden berühren diese etwa an den Kanten, d. h., daß der lichte Abstand zwischen jeweils zwei diametral angeordneten Halterungsstäben gleich dem Blendendurchmesser ist. Die eigentliche Befestigung erfolgt über winkelig gebogene Laschen, die sowohl an der Blende als auch an dem betreffenden Halterungsring durch Punktschweißen befestigt sind. Die erwähnten Halterungsringe sind auf die Isolierstäbe aufgeklemmt und zusätzlich lediglich gegen Verschieben durch eine Kittmasse befestigt, ohne daß nähere Angaben über Material und Behandlungsweise der Kittmasse gemacht sind. Der Nachteil dieser sowie auch anderer bekannter ähnlicher Anordnungen besteht nun darin, daß bei der Herstellung der einzelnen Schweißverbindungen erfahrungsgemäß im gesamten Aufbau erhebliche Spannungen auftreten. Diese führen meistens bei einer anschließenden, auf der Vakuumpumpe stets durchzuführenden Hochfrequenzbehandlung infolge der dabei auftretenden starken Erhitzung - die einzelnen Blenden nehmen dabei beträchtliche Energie auf, weil ihr Wirkungsquerschnitt durch keinerlei Löcher oder Schlitze unterbrochen ist - zu nicht unerheblichen Versetzungen und Verziehungen der einzelnen Elektroden. Hinzu kommt, daß durch das Anordnen der Halterungsstäbe außerhalb der Blenden der Systemdurchmesser recht groß wird und daß bei mehreren in geringem Abstand hintereinander angeordneten Elektroden die Länge der Isolierwege zu klein wird.
• Weiter ist ein im Rahmen eines Verfahrens im ersten Absatz beschriebenes -Elektrodensystem bekanntgeworden, bei dem jede Keramikstütze an' ihrer Oberfläche mehrere voneinander getrennte, in Achsrichtung oder senkrecht dazu erstreckte metallisierte Flächenstreifen aufweist, an denen mittels geformter Halteteile mindestens an zwei Stützen die einzelne Elektrode durch Lötüng befestigt ist.
• Ein derartiger Elektrodenaufbau besitzt zwar nicht die vorher erwähnten Nachteile; er lä.ßt sich außerdem sehr exakt herstellen. Der benötigte Herstellungsaufwand ist jedoch wegen des vorher durchzuführenden Metallisierens der Keramikstäbe auf sehr definiert festzulegenden kleinen Flächen und wegen des damit verbundenen notwendigen mehrmaligen Erwärmens der Teile, besonders für schnell zu erstellende Versuchsaufbauten oder Aufbauten, die in sehr großen Stückzahlen mehr oder weniger automatisiert hergestellt werden, relativ umständlich hinsichtlich der erforderlichen Zeit und Mittel. Darüber hinaus besteht die Gefahr einer metallischen Bedampfung der Isolierstäbe an ihrer übrigen Oberfläche beim Lötvorgang infolge des erheblichen Dampfdruckes des Lotes.
• Es ist deshalb auch schon der Weg beschritten worden, zum Befestigen der einzelnen Elektroden an den Isolier-Halterungsteilen einen Vakuumkitt, d. h. einen aus Wasserglas und einem im Vakuum unveränderlichen Füllstoff, wie z. B. Talkum oder Schamottemehl, bestehenden Kitt zu verwenden.
• Bei einem bekannten Elektrodensystem für Kathodenstrahlröhren - werden zu diesem Zweck einzelne oder auch alle die Systemteile bildenden Elektroden in einer Aufbaulehre gehalten und in Kerben von stabfönnigen Trägern aus isolierendem Werkstoff mit dem erwähnten Kitt befestigt.
• Da der nur durch Trocknen ausgehärtete Kitt sehr bröckelig ist, hat man bei einem anderen bekannten Elektrodensystem in den stabförmigen Trägern nestförmige Bohrungen, zweckmäßigerweise mit rechteckigem Querschnitt, vorgesehen, in die die Haltezungen der betreffenden Elektroden eingeklebt oder einzementiert werden.
• Der maßgebliche Nachteil dieser angewandten Kittverbindungen besteht vor allem darin, daß der lediglich ausgehärtete Vakuumzement eine unzureichende Festigkeit besitzt und deshalb nicht die in vielen Fällen bei einem Elektrodensystem erforderliche Stabilität und Zuverlässigkeit ermöglicht. Hinzu kommt, daß ein derart lediglich durch Trocknen ausgehärteter Zement noch chemisch gebundenes Wasser enthält, das allmählich im späteren Betrieb des betreffenden Entladungsgefäßes abgegeben wird und das deshalb das Vakuum bis zum Unbrauchbarwerden des betreffenden Entladungsgefäßes verschlechtern kann.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, bei einem Verfahren zum Herstellen eines Elektrodensystemaufbaues zur Erzielung exakter Strahlenführung die vorher geschilderten Nachteile zu vermeiden und einen Aufbau zu schaffen, der bei ausreichender Stabilität und exakter Elektrodenhalterung die Einhaltung engtolerierter Abstände und guter Isolation zwischen den einzelnen Elektroden ermöglicht, gute Vakuumbedingungen schafft und trotzdem mit geringstem Aufwand an Zeit und Mitteln zu erstellen ist.
• Die Nachteile werden vermieden, wenn die verwendete, bereits bei Zimmertemperatur innerhalb weniger Stunden aushärtende Doppelsilikatmasse erfindungsgemäß im Vakuum bis zum Glasieren auf mindestens 900° C erwärmt wird. Ihre mechanische Festigkeit ist dann als Verbundmasse in Hohlkehlenform etwa der von Keramik gleich oder übersteigt diese sogar noch.
• An Hand der Zeichnung sollen nähere Einzelheiten des beschriebenen Verfahrens erläutert werden. Die Zeichnung selbst ist rein schematisch gehalten; die nicht unbedingt zum Verständnis des Verfahrens beitragenden übrigen Teile des betreffenden Elektrodensystems sind weggelassen worden.
• In der Zeichnung sind mit 1 die Keramikstäbe bezeichnet, von denen im vorliegenden Fall nur zwei dargestellt sind. Im Bedarfsfall, insbesondere bei einer größeren Elektrodenanzahl, werden mehrere Keramikstäbe derart verwendet, daß jede einzelne Elektrode an mindestens zwei Stäben gehaltert ist und am einzelnen Keramikstab jeweils nur die übernächstfolgenden Elektroden befestigt sind. Die blendenartigen Elektroden 2, im Darstellungsfall drei an der Zahl, von z. B. kreisförmigem Querschnitt sind in der Aufbaulehre, z. B. am Lehrdorn 3, in ihrer richtigen Lage, insbesondere im richtigen Abstand, gehaltert. Daraufhin wird die Doppelsilikatmasse in Form einer Aufschlämmung, z. B. von Talkum in Natronwasserglas, an den gemeinsamen Berührungskanten, wie sie von der Keramikstütze und dem jeweiligen, dem Profil des Stabes angepaßten Loch der Lochblende gebildet werden, als Hohlkehle 4 aufgetragen. Je nach den unterschiedlichen Anforderungen an die mechanische Stabilität des betreffenden Elektrodensystems kann die Kittmasse jeweils auf der gesamten Kantenlänge von beiden Seiten der Elektrode her aufgetragen werden. Es ist aber auch möglich, dies nur stellenweise, und zwar auf einer oder auf beiden Seiten auszuführen. Nachdem bei dem so montierten Elektrodensystem die Kittmasse über mehrere Stunden an Luft getrocknet worden ist und somit bereits ausgehärtet hat, kann ein derartiges System nach Entfernen der Lehre bereits zum Einbau, insbesondere für Versuchsröhren, verwendet werden. Für endgültige exaktere Elektrodensysteme wird das montierte Elektrodensystem mit den an Luft getrockneten Kittstellen in einem Vakuumofen bis zum Glasieren der Kittstellenoberfläche auf min-' destens 900° C, insbesondere durch Hochfrequenzerhitzung, erwärmt. Nach dem Erkalten kann die Aufbaulehre ohne Schwierigkeiten entfernt werden; so daß ein exakter, sehr stabiler Elektrodenaufbau verbleibt. Als Keramikstützen können nicht nur solche aus allen gängigen Keramiken, sondern auch solche aus Quarz, als Elektroden bevorzugt solche aus Molybdän und Tantal, aber auch aus allen anderen gängigen Elektrodenmaterialien verwendet werden. Die Keramikstäbe werden vorher allein zur Erzielung einer guten Isolation, also nicht mit Rücksicht auf die zu erzielende Haftfestigkeit der betreffenden Kittstellen, oberflächlich, z. B. durch Sanden, leicht aufgerauht. Bei Verwendung von Quarzstäben erhält man Elektrodensysteme mit geringstmöglichen Längenänderungen im Betrieb. Außer der erwähnten Aufschlämmung von Talkum in Natronwasserglas können auch andere Doppelsilikate verwendet werden, so z. B. ein Aluminiumdoppelsilikat.
• Das beschriebene Elektrodensystem hat gegenüber gleichwertigen bekannten Elektrodensystemen mit z. B. durch Löten auf metallisierten Isolierstäben befestigten Elektroden den wesentlichen Vorteil, daß die aufzuwendenden Mittel und die dafür benötigte Zeit wesentlich geringer sind. Insbesondere fällt das vorherige Metallisieren der Keramikstäbe an sehr exakt vorher festzulegenden Stellen vollkommen fort: In der Auswahl der Werkstoffe ist man weder bei den Keramikstützen noch bei den Elektroden an ganz bestimmte Werkstoffe gebunden. Da die Kittmasse selbst einen Isolator darstellt, besteht keinerlei Gefahr für die Bildung von Nebenschlüssen bei Anbringung der einzelnen Kittstellen. Ein derart hergestelltes Elektrodensystem kann mehrmals bis unterhalb der Herstellungstemperatur erwärmt werden, ohne daß irgendwelche Rißerscheinungen oder Isolationsfehler auftreten. Dies beruht darauf, daß das Metall der betreffenden Elektrode oder deren Halterungsteil mit dem Silikat unter Bildung eines Metallsalzes reagiert, das wiederum auf Grund seines günstigen Ausdehnungskoeffizienten sowohl die Haftfestigkeit als auch die thermische Beständigkeit erhöht.

Claims (4)

1. Patentansprüche-1 . Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems mit vorwiegend elektronenoptischer Funktion für Kathodenstrahlröhren, bei dem mehrere etwa parallel zueinander angeordnete, im wesentlichen ebene Elektroden, z. B. nach Art von Lochblenden, von mindestens zwei parallel zur Elektronenstrahlachse angeordneten profilierten Stab- oder rohrförmigen Keramikstützen, die die einzelnen Elektroden durchsetzen, gehaltert sind und bei dem zur Befestigung der Elektroden ein aus einem Doppelsilikat bestehender Kitt verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelsilikatmasse im Vakuum bis zum Glasieren auf mindestens 900° C erwärmt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Doppelsilikatmasse ein Gemisch von Natronwasserglas und Talkum oder ein Aluminiumdoppelsilikat verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kittpaste jeweils auf der gesamten gemeinsamen Berührungslochkante von einer oder beiden Seiten als Hohlkehle aufgetragen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kittpaste nur stellenweise von einer von beiden Seiten der Elektroden aufgetragen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr.1065 945, 1023151, 1033 341; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1807 992; A n g e r e r : »Technische Kunstgriffe bei physikalischen Untersuchungen«, 4. Auflage, 1939, S. 45.