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Verfahren zum Montieren einer Elektronenröhre Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Montieren einer Elektronenröhre mit Elektrodenanschlüssen
an beiden Stirnseiten des aus mehreren Teilen bestehenden Röhrenkolbens sowie mit
konzentrisch ineinander angeordneten rohrförmigen Elektroden, wobei die zu montierenden
Elektroden im Kolben axial zentriert und anschließend über Halterungen mit mindestens
einem Teil des Röhrenkolbens verlötet werden, sowie ein Verfahren zum Herstellen
einer erfindungsgemäß montierten Elektronenröhre.
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Trioden für Gitterbasisstufen können beispielsweise als Röhren mit
Elektrodenanschlüssen an beiden Enden des Kolbens ausgeführt werden, deren Anodenanschluß
sich am oberen Ende des Kolbens befindet, während das Gitter mit einem Seitenteil
des Röhrenkolbens elektrisch verbunden ist und die Anschlüsse für die Kathode und
die Heizung sich am unteren Eide des Kolbens befinden.
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Röhren mit Elektrodenanschlüssen an beiden Kolbenenden erlauben viel
größere Abstände zwischen den die Elektroden tragenden Teilen als einendige Röhren,
bei denen alle Elektrodenanschlüsse durch ein und dasselbe Ende der Röhre herausgeführt
sind. Deshalb haben doppelendige Röhren wesentlich geringere Kapazitäten zwischen
den einzelnen Elektroden als einendige Röhren. Auch können die Elektrodenzuleitungen
und Halterungselemente bei doppelendigen Röhren großflächiger und damit induktivitätsärmer
ausgestaltet werden.
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Bei den bekannten Montageverfahren für doppelendige Röhren ist es
jedoch schwierig, enge Toleranzen bezüglich der Elektrodenabstände und der Elektrodenlage
im Kolben einzuhalten, da die einzelnen Elektroden von verschiedenen Teilen des
Röhrenkolbens getragen werden und die diesbezügliche Präzision daher von der Maßhaltigkeit
des Röhrenkolbens bestimmt wird. Doppelendige Röhren sind deshalb im allgemeinen
viel teurer als Röhren mit einseitig herausgeführten Anschlüssen.
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Es ist bekannt, für die Herstellung doppelendiger Röhren getrennte
Untereinheiten zu fabrizieren, die aus den betreffenden Röhrenelektroden und den
Kolbenteilen, mit denen sie verbunden werden sollen, bestehen, und dann diese Untereinheiten
zur endgültigen Röhre zusammenzusetzen. Diese Teilmontage ist jedoch wegen des erforderlichen
Arbeitsaufwandes und der zahlreichen benötigten, sehr genauen Montagelehren teuer.
Da sich die vielen Einzeltoleranzen der Untereinheiten zu großen Abmessungsabweichungen
bei der fertigen Röhre addieren können, muß die Montage mit großer Sorgfalt und
großem Können durchgeführt werden. Diese Art der Montage doppeländiger Röhren eignet
sich nicht für eine automatische Fabrikation.
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Es ist weiterhin bekannt, Röhren der oben beschriebenen Art mit den
Elektrödenzentren auf einer gemeinsamen Achse zu montieren, indem die Elektroden
auf einen einzelnen Dorn montiert werden, der sich entlang der Röhrenkolbenachse
erstreckt. Hinsichtlich der Kolbenteile werden die Elektroden vor dem Verschließen
lose eingesetzt. Jedoch sind die kritischen Abstände zwischen den Elekiroden durch
die Axialausdehnung der Kolbenteile bestimmt. Die Genauigkeit dieses Montageverfahrens
wird also durch die Präzision der Axialausdehnung (Längsausdehnung in Richtung der
Kolbenachse) der Kolbenteile bestimmt. Die erforderliche kritische Dimensionierung
ist jedoch sowohl schwierig und teuer zu erzielen als auch zu reproduzieren.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Montieren einer Elektronenröhre
werden diese Probleme weitgehend vermieden und die Kosten beträchtlich verringert.
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Erfindungsgemäß wird zur Montage von obengenannten Röhren zur Ausrichtung
der Elektroden und der Kolbenteile eine Montage- und Lötlehre verwendet, die nach
der Lötung entfernt wird. Die Lehre verfügt über mehrere koaxiale Abschnitte für
die Kolbenteile und mehrere konzentrische Abstands= halter, die den genauen Abstand
zwischen den Elektroden bestimmen. Die Abstandshalter ragen durch
eine
Öffnung am einen Ende in das Innere des Kolbens. Die Kolbenteile und das Röhrensystem
sind von einer Seite in die koaxialen Abschnitte und die Abstandshalter der Lehre
eingeordnet. Diese Teile werden zu einer Einheit zusammengelötet, so daß nur die
Öffnung am Kolbenende übrigbleibt.
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Ein Verfahren zum Montieren einer Elektronenröhre mit Elektrodenanschlüssen
an beiden .Stirnseiten des aus mehreren Teilen bestehenden Röhrenkolbens sowie mit
konzentrisch ineinander angeordneten rohrförmigen Elektroden, wobei die zu montierenden
Elektroden im Kolben axial zentriert und anschließend über Halterungen mit mindestens
einem Teil des Röhrenkolbens verlötet werden, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß für das Zentrieren der Elektroden und Kolbenteile eine nach dem Verlöten wieder
zu entfernende Montage- und Lötlehre mit mehreren koaxialen Abschnitten für die
Kolbenteile und mit konzentrischen, die genauen Elektrodenabstände bestimmenden
Abstandshaltern; die durch eine Öffnung an der einen Stirnseite des Kolbens in diesen
hineinragen, verwendet wird, daß die Kolbenteile, die Elektroden mit ihren Halterungen
und die Elektrodenanschluß- und Stützdrähte in entsprechender Reihenfolge von einer
Seite her in die koaxialen Abschnitte und auf die Abstandshalter der Lehre eingesetzt
werden und daß schließlich diese Teile zu einer Einheit miteinander verlötet werden,
so daß nur die Öffnung an der Stirnseite des Kolbens frei bleibt.
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Bei dem Montageverfahren gemäß der Erfindung gehen die axialen Abmessungen
der Kolbenteile nicht in die Elektrodenabstände ein. Außerdem sind weniger große
ringförmige Verschmelzungen nötig als bei den bekannten Montageverfahren. Die nach
einem Verfahren gemäß der Erfindung gebaute Röhre enthält nur einen einzigen Keramikkolbenteil,
der an beiden Enden mit metallenen Kolbenteilen verbunden und geschlossen ist, an
denen- das Röhrensystem befestigt ist. .So kann die Keramik-Metall-Verbindung getrennt
von der Elektrodenmontage vorgenommen werden, und die Elektroden ihrerseits können
durch einen einzigen Hartlötungsvorgang an den Metallteilen des Kolbens montiert
werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht auch eine weitgehende
Montage der Röhre vor dem Einbau der aktiven Kathodenschicht, so daß die Montage
des Röhrensystems bei einem Hartlötvorgang mit hoher Temperatur ohne Gefahr für
die Kathodenschicht durchgeführt werden -kann. Nach der Lötung wird die Kathode
dann durch eine bei relativ niedriger Temperatur ausgeführte Verbindung im Kolben
angebracht. Durch die Erfindung wird also eine verhältnismäßig einfache Röhrenmontage
ermöglicht, bei der die Ausrichtung der Elektroden und ihre Abstände unabhängig
von der Kolbenstruktur - oder Toleranzen der Kolbenteile, die das Röhrensystem tragen,
sind.
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Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden;
es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung montierte Röhre,
F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Lötlehre, die bei der Montage und beim Verlöten
bestimmter Teile der in F i g. 1 dargestellten Röhre verwendet werden kann, und
_ F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Lötlehre, ähnlich wie in F i g. 2; zur
Montage bestimmter Teile einer anderen Röhre, die nach einem Verfahren gemäß der
Erfindung hergestellt werden kann.
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Die in F i g.1 dargestellte Röhre 10, die als Gitterbasistriode verwendet
werden kann, enthält einen Kolben 12, der eine rohrförmige Keramikhülse 14 umfaßt,
deren Stirnflächen in parallelen Ebenen senkrecht zur Längsachse des Kolbens liegen.
Der untere Teil des Kolbens umfaßt ein elektrisch leitendes, rohrförmiges Unterteil
16 aus Metall, dessen oberes Ende 17 vakuumdicht mit der einen Stirnfläche
der Keramikhülse 14 verbunden ist. Das rohrförmige Teil 16 ist mit einer
Lagebestimmungsschulter 19 zur Lagerung einer keramischen Sockelplatte 22
während der Montage versehen, und das Teil 16 endet in zwei gegenüberliegenden,
in Achsrichtung verlaufenden Orientierungslaschen 24, 25. Die Orientierungslaschen
24, 25 erleichtern das Einsetzen der Röhre in eine Fassung, und sie besitzen in
Umfangsrichtung verschiedene Abmessungen, so daß eine eindeutige Orientierung der
Röhre bezüglich der Fassung ge= währleistet ist. Die keramische Sockelplatte oder
-scheibe 22 ist mit einer Anzahl von Löchern 28 versehen, durch die eine Anzahl
von Elektrodenanschluß- und Stützdrähten 30 vakuumdicht geführt ist.
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Das andere Ende des Kolbens umfaßt eine Anodenkappe 34, die am einen
Ende einen Flansch 36 aufweist, der mit der rohrförmigen Keramikhülse 14 verbunden
ist. Die Anodenkappe 34 ist in der Nähe des Flansches 36 mit einer Schulter 37 und
am anderen Ende mit einem Flansch 39 versehen. Zum Verschließen der- Öffnung 40
dient ein Anodenkappenverschlußteil 42. Der Verschlußteil 42 ist etwa topfförmig
geformt und mit einem querverlaufenden Flansch 43 versehen, der an dem Flansch 39
der Anodenkappe 34 anliegt und vakuumdicht mit dieser verbunden ist. Während des
noch zu beschreibenden Evakuierungsvorganges richtet sich das Verschlußteil 42 selbsttätig
bezüglich der Öffnung 40 ein. Aus ebenfalls noch zu beschreibenden Gründen ist es
wünschenswert, daß das Verschlußteil 42 verhältnismäßig klein und leicht ist. Das
Verschlußteil kann deshalb auch aus einer kleinen flachen Kreisscheibe bestehen,
eine solche Scheibe kann sich jedoch nicht selbsttätig einrichten, wie das dargestellte
Verschlußteil 42.
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Im Inneren des Kolbens befinden sich eine Anode 46, ein Gitter 48
und eine Kathode 50. Die Anode 46 und das Gitter 48 sind rohrförmige Elemente mit
offenen Enden, die Kathode 50 umfaßt ein offenendiges, zylindrisches Tragröhrchen
51, auf dem sich eine kappenförmige Kathodenhülse 52 befindet, die mit einer emissionsfähigen
Schicht versehen ist. Die Anode 46 ist mit der Anodenkappe über eine ebene Ringscheibe
58 verbunden. Die Ringscheibe 58 umfaßt einen Teil der Anode und ist an der Schulter
37 der Anodenkappe befestigt. Das Gitter 48 ist an einem radial ausladenden, napfförmigen
Flansch 60 angebracht, der mit einem anderen ebenen ringscheibenförmigen Teil 62
verbunden ist, das seinerseits an der Innenwand des rohrförmigen Teiles 16 befestigt
ist. Der Flansch 60 ist mit einem rohrförmigen Mittelteil 63 versehen, das eine
nach innen gebogene Lippe 64 aufweist. Der Flansch 60 umfaßt ferner
eine Querlippe 66 am Außenrand, die an der Scheibe 62 anliegt. Das Kathodentragröhrchen
51 ist auf einem Flansch 70 montiert, der ähnlich wie der Flansch 60 geformt ist
und von drei Leitern 30 getragen
wird, die in Bohrungen 28 in der
Keramikscheibe 22 reichen. Einer oder mehrere der Leiter 30 können als Kathodenanschlüsse
dienen; aus Gründen, auf die später noch eingegangen werden wird, sollen vorzugsweise
alle drei Leiter zu diesem Zwecke verwendet werden. Innerhalb des Kathodentragröhrchens
51 befindet sich ein gewendelter Heizfaden 72, dessen Enden an zwei weitere durch
die Keramikscheibe reichende Leiter 30 elektrisch angeschlossen sind und von ihnen
abgestützt werden. Wie später noch erläutert werden soll, werden alle Verbindungen
zwischen den Teilen des Kolbens durch Hartlöten ausgeführt, wobei hauptsächlich
Kupfer als Lot verwendet wird.
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F i g. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung
herstellbaren Röhre, die sich teilweise montiert und zum Verlöten fertig innerhalb
einer Lehre 175 befindet. Die Röhre 110 ist eine Gitterbasistetrode mit einem Steuergitter
148, einem Schirmgitter 149 und einer Anodenanordnung 135, die eine offenendige
Anode 146 umfaßt, die im Preßsitz in ein offenendiges rohrförmiges Oberteil 134
eingepaßt ist. Das Steuergitter wird jedoch hier von einem Flansch 170 getragen,
der an geraden Einführungs- bzw. Stützleitern 130 befestigt ist, die in die Keramikscheibe
eingeschmolzen sind. Im übrigen entspricht die Röhre der Röhre 10 in F i g. 1.
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Bekanntlich ist die kritischste Elektrodenkapazität bei Röhren für
sehr hohe Frequenzen die Kapazität zwischen der Anode und dem Steuergitter. Bei
den Röhren 10 und 110 ist diese Kapazität wegen des großen Abstandes zwischen den
die Anode und das Gitter halternden Teilen klein. Bei der Röhre 110 ergeben außerdem
der Schirmgitterflansch 160 und die flanschartige Ringscheibe 162 in Kombination
mit dem elektrisch daran angeschlossenen rohrförmigen Teil 116 eine sehr wirksame
Abschirmung zwischen dem Steuergitterflansch 170 und der Anodenanordnung 135.
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Die Induktivität der Elektroden der Röhren 10 und 110 ist ebenfalls
klein. Bekanntlich ist die Induktivität der Elektroden umgekehrt proportional dem
Querschnitt der Elektrodenanschlüsse. Die rohrförmige Anodenkappe 34 der Röhre 10
stellt einen großflächigen Anschluß der Anode 46 dar; das rohrförmige Teil 16 einen
großflächigen Anschluß für das Gitter 48 und die drei Leiter 30 ergeben zusammen
einen Kathodenanschluß mit verhältnismäßig großem Querschnitt. Bei der Röhre 110
ergeben sich entsprechend große Anschlußquerschnitte für die Elektroden mit der
Ausnahme, daß hier das Steuergitter 148 über Sockelstifte 130 angeschlossen ist.
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Obwohl nicht dargestellt, können zusätzliche, mit den Enden verbundene,
isolierende bzw. leitende rohrförmige Teile zwischen der Anodenkappe und dem leitenden
rohrförmigen Unterteil vorgesehen werden. Derartige Konstruktionen ermöglicht die
Verwendung zusätzlicher durch Teile der Kolbenwand abgestützter Elektroden.
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Zur Montage der in F i g.1 dargestellten Röhre kann die in F i g.
2 dargestellte Lehre 75 verwendet werden. Die Lehre 75 umfaßt ein hohles, im wesentlichen
zylindrisches Außengehäuse 76. Die Innenwand der Lehre 75 ist so geformt, daß drei
rohrförmige, koaxiale Abschnitte 77, 78, 79 gebildet werden, die so bemessen sind,
daß sie im Gleitsitz die Anodenkappe 34, die keramische Hülse 14 bzw. das leitende
Unterteil 16 aufnehmen können. In der Mitte der Lehre befindet sich eine Vorrichtung
82, die einen Mittelzapfen 83, einen inneren Lehrenzylinder 84, einen inneren Abstandshalter
85, einen äußeren Lehrenzylinder 86 und einen äußeren Abstandshalter 87 umfaßt.
Der innere und der äußere Lehrenzylinder 84 bzw. 86 reichen ein Stück über die oberen
Enden des Mittelzapfens 83 und der Abstandshalter 85, 87 hinaus, so daß die oberen
Oberflächenteile der Lehrenzylinder zur Aufnahme der Teile der Röhre freiliegen.
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Wie F i g. 2 zeigt, ist die Vorrichtung 82 zur Aufnahme und Halterung
des Kathodentragröhrchens 51, des Gitters 48 und der Anode 46 in einem bestimmten
gegenseitigen Abstand bestimmt. Der Innendurchmesser des inneren Lehrenzylinders
84 und des äußeren Lehrenzylinders 86 sind so bemessen, daß sie genau in das Gitter
48 bzw. die Anode 46 hineinpassen. Die Wanddicke des inneren Lehrenzylinders 84
bestimmt damit den Abstand zwischen dem Kathodentragröhrchen 51 und dein Gitter
48. In entsprechender Weise bestimmt die Wanddicke des äußeren Lehrenzylinders 86
und des inneren Abstandshalters 85 den Abstand zwischen dem Gitter 48 und der Anode
46. Der Mittelzapfen 83 und die Abstandshalter 85, 87 sind mit abgestuften Enden
90, 91, 92 und 93 versehen und bestimmen damit die axiale Lage der Anode 46, des
Gitters 48, des Kathodentragröhrchens 51 bzw. der Heizwendel 72. Die Vorrichtung
75 besteht aus einem Werkstoff, der durch Kupfer nicht benetzt wird, z. B. aus einer
Legierung, deren wesentlichste Bestandteile Aluminium, Molybdän, Zirkon und Eisen
sind.
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Das Herstellungsverfahren kann folgendermaßen verlaufen: Vor der Montage
der Röhre in der Vorrichtung 75 werden bestimmte Röhrenteile mit Metallüberzügen
versehen, um das Verlöten der Röhre in der noch zu beschreibenden Weise zu erleichtern.
Die ringscheibenförmigen Teile 58 und 62 und die Flansche 60, 70; die bei diesem
Ausführungsbeispiel aus Stahl bestehen, werden mit Lot in Form eines Kupferüberzuges
einer Dicke von etwa 25 bis 75 #tm versehen. Der Kupferüberzug kann durch irgendein
bekanntes Verfahren aufgebracht werden; um die gesamte Oberfläche dieser Teile mit
einer Kupferschicht zu versehen, hat sich jedoch Elektroplattieren als zweckmäßigstes
Verfahren erwiesen. Die Keramikscheibe 22 wird am Umfang 95 und an den Wänden der
Löcher 28 mit Molybdän metallisiert. Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung
dieser Metallschichten besteht darin, die gesamte Scheibe durch irgendein bekanntes
Metallisierungsverfahren mit Molybdän zu überziehen und dann die Metallschicht von
den ebenen Flächen der Scheibe an den Stellen, wo sie nicht gebraucht werden, abzuschleifen.
Die Stirnflächen der rohrförmigen Keramikhülse 14 werden ebenfalls zuerst mit Molybdän
metallisiert und dann mit einer zusätzlichen Kupferschicht einer Dicke von etwa
50 bis 75 j,m versehen.
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Nachdem bestimmte Teile der Röhre auf die beschriebene Weise vorbereitet
worden sind, werden alle Teile der Röhre mit Ausnahme des Anodenkappenverschlußteiles
42 und der Kathodenhülse 52 in in der Vorrichtung 75 zusammengesetzt.
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Zur Montage der Teile wird die Vorrichtung 75 mit dem offenen Ende
nach oben aufgestellt, und zuerst wird die Anodenkappe 34 eingesetzt. Wie F i g.
2 zeigt, ermöglicht es die öffnung 40, die Anodenkappe in die Lehre so einzusetzen,
daß sie die Halterungs-
Vorrichtung 82 umgibt. Anschließend wird
die Anode 46 in die Vorrichtung eingebracht und auf den Zylinder 86 aufgeschoben.
Nun wird die zur Anode gehörige Ringscheibe 58 auf die Anode 46 gesteckt, so daß
sie nach unten fallen kann, bis der Außenrand 97 der Scheibe auf der Schulter 37
der Anodenkappe aufliegt. Es ist nicht erforderlich, daß die Ringscheibe 58 sehr
genau um die Anode 46 paßt. Dasselbe gilt auch für die Passung zwischen der Ringscheibe
58 und der Schulter 37. Da die Lage der Anode bezüglich der anderen Elektroden der
Röhre ausschließlich durch die Lehrenzylinder bestimmt wird, sind weder für die
Ringscheibe noch für die Anodenkappe enge Toleranzen erforderlich. Da die Scheibe
58 sich mit der Schulter 37 überlappt, ist ein selbsttätiges Einrichten der Scheibe
gewährleistet.
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Bei der in F i g. 3 dargestellten Röhre 110 wird keine Ringscheibe
in der Anode verwendet, die Anode 146 befindet sich vielmehr im Preßsitz innerhalb
der Anodenkappe 3.34, wie beschrieben wurde: Die Relativlage der Anode 146 bezüglich
der anderen Röhrenelektroden hängt bei der in F i g. 3 dargestellten Anordnung also
nur vom Innen- und Außendurchmesser der Anodenkappe 134 ab. Die Passung des Flansches
136 der Anodenkappe 134 bezüglich der Keramikhülse 114 ist ebenfalls nicht kritisch,
da diese Passung die Orientierung der Anode innerhalb der Vorrichtung 175 nicht
beeinflußt. Bei der Montage wird also die Relativlage der Anode und der Anodenkappe
bezüglich der anderen Röhrenelektroden ausschließlich durch eine einzige Lötlehre
oder -Vorrichtung 75 oder 175 bestimmt, und die Relativlage ist unabhängig von den
Abmessungen der übrigen Teile des Kolbens und deren Toleranzen.
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Bei der in Verbindung mit Fig.2 beschriebenen Montage der Röhre läßt
man als nächstes die Keramikhülse 14 in die Vorrichtung 75 auf den Flansch 36 der
Anodenkappe 34 fallen. Auch hier müssen weder die Abmessungen der Keramikhülse 14
noch des Flansches 36 der Anodenkappe 34 in engen Toleranzen gehalten werden, da
diese Teile des Kolbens keinen Einfluß auf die Lage oder Ausrichtung der Elektroden
haben.
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Anschließend werden das Gitter 48 und der zugehörige Flansch 60 in
die Vorrichtung eingesetzt; das Gitter paßt ziemlich genau auf den inneren Lehrenzylinder
84. Zur Vereinfachung der Handhabung können Gitter 48 und Flansch 60 vorher
auf einem nicht dargestellten Transportdorn zusammengesetzt und dann in die Lehre
eingeführt werden. Die Passung des rohrförmigen Teils 63 des Flansches 60 bezüglich
des Gitters ist verhältnismäßig genau, und nach Entfernen des Transportdorns aus
der Vorrichtung bleiben Gitter und Flansch zurück, wobei der letztere auf dem Ende
des Gitters ruht. Das lippenförmige Teil 64 innerhalb des rohrförmigen Teils 63
dieses Flansches 60 dient zur Abstützung und Orientierung des Flansches bezüglich
des betreffenden Endes des Gitters.
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Anschließend läßt man das leitende Unterteil 16 in die Vorrichtung
auf die obere Stirnfläche der Keramikhülse 14 fallen. Das ringscheibenförmige Teil
62 wird in das rohrförmige Teil 16 eingesetzt, der Außenrand 202 der Ringscheibe
62 liegt an der Innenwand des Teiles 16 an. Die Scheibe 62 gleitet nach unten, bis
sie das Randteil 66 des Flansches 60 erreicht. Es ist ersichtlich, daß die Abmessungen
des Gitterflansches 60, der Gitterringscheibe 62 und des rohrförmigen Teils 16 genausowenig_
innerhalb enger Toleranzen liegen müssen, wie die Ringscheibe 58 zur Halterung der
Anode und der Anodenkappe 34. Ein sicheres und selbsttätiges Angreifen der Ringscheibe
62 am Flansch 60 ist dadurch gewährleistet, daß das innere Teil 201 der Ringscheibe
sich mit dem Randteil 66 überlappt. Da die Abstände des Gitters 48 von der Anode
46 und dem Kathodenröhrchen 51 ausschließlich durch die Lehre 75 bestimmt werden,
ist es nicht erforderlich, daß der Flansch 60, die Ringscheibe 62 oder das rohrförmige
Teil 16 irgendwelche Justierfunktionen erfüllen.
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Nach dem Einsetzen der Scheibe 62 werden das Kathodentragröhrchen
51 und sein Halteflansch 70, wie dargestellt, in. die Lötlehre eingesetzt. Zur Vereinfachung
der Handhabung können Flansch und Kathodentragröhrchen ebenfalls vorher auf einem
Transportdorn zusammengesetzt werden. Dann wird die Keramikscheibe 22 in das rohrförmige
Teil 16 eingeführt, bis sie auf der Schulter 19 aufliegt. Vorher wurde jedoch der
Heizfaden 72 mit zwei Leitern 30 verbunden, die sich durch Bohrungen 28 der Keramikscheibe
erstrecken. Die restlichen Leiter 30 läßt man dann durch die Bohrungen 28 der Keramikscheibe
fallen, bis sie auf dem Kathodenflansch 70 aufliegen.
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Wie bereits erwähnt, sind zwei Orientierungslaschen 24, 25, vorgesehen,
um das Einsetzen der Röhre in eine Fassung zu erleichtern. Da eine eindeutige Zuordnung
der Kontakte der Fassung zu den Röhrenelektroden erforderlich ist, müssen die Keramikscheibe
22 und die sie durchsetzenden Bohrungen 28 eine bestimmte Winkellage bezüglich der
Orientierungslaschen 24, 25 einnehmen. Beim Einsetzen der Keramikscheibe 22 während
der Herstellung der Röhre wird sie entweder von Hand oder durch nicht dargestellte
mechanische Mittel richtig bezüglich der Orientierungslaschen 24,- 25 orientiert,
und es ist daher erforderlich, eine Drehung der Scheibe zu verhindern. Eine einfache
Möglichkeit, die Orientierung der Scheibe zu erhalten, bestände darin, die Keramikscheibe
22 im Paß- oder Preßsitz in das rohrförmige Teil 16 einzupassen. Es ist jedoch sehr
schwierig, Keramikteile mit engen Toleranzen herzustellen. Um ein Verdrehen der
Scheibe 22 bezüglich des rohrförmigen Teils 16 zu verhindern, wird daher ein Lotring
205 vorgesehen, der im Preßsitz an der Innenwand des rohrförmigen Teils 16 anliegt
und satt auf der oberen Seite der Keramikscheibe 22 aufliegt. Der Lotring 205 hat
also eine doppelte Funktion, er verhindert ein Verdrehen der Keramikscheibe 22 und
liefert das Lot zur Verbindung des Außenrandes 95 der Keramikscheibe mit der Innenwand
des rohrförmigen 'eils 16. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Umfangsfläche
der Scheibe 22 mit einer Schicht einer solchen Dicke zu überziehen, daß der Gesamtdurchmesser
geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des rohrförmigen Teils 16. Da Kupfer
ein verhältnismäßig weicher Werkstoff ist, kann die Scheibe 22 dann im Preßsitz
in das rohrförmige Teil 16 eingesetzt werden. Dabei entfallen dann auch die Kosten
für den Lotring 205. Zum Verlöten der Leiter 30 mit der Keramikscheibe 22 und dem
Flansch 70 sind, wie dargestellt, Lotringe 207 vorgesehen.
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Wenn auf diese Weise die gesamte Elektronenröhre 10 mit Ausnahme der
Anodenverschlußkappe 42 und der Kathodenhülse 52 montiert ist, wird die
beschickte
Lötvorrichtung 75 in: einen. Wasserstoffofen gebracht und erhitzt, bis das Kupferlot
auf den verschiedenen Röhrenteilen und das Lot der Ringe schmilzt und fließt, so
daß die erforderlichen Lötverbindungen gebildet werden.
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Es ist nicht erforderlich, daß genau und sorgfältig kontrollierte
Passungen zwischen den Scheiben 58, 62 und den mit diesen zu verlötenden Teilen
vorhanden sind. Infolge von Kapillaritätskräften fließt das geschmolzene Lot von
einem Berührungspunkt beider Teile in die Zwischenräume zwischen diesen und füllt
diese auch an den-Stellen aus, wo sich die Teile nicht berühren. Es hat sich :gezeigt,
daß bei Ringscheiben 58, 62 .und Flanschen 60, 70 aus Stahl., einem rohrförmigen
Leiter 16 und einer Anodenkappe 34 aus einem Nickelstahl und einer Anode 46 aus
Nickel und mit Kupfer als Lot einwandfreie Lötverbindungen erhalten- werden, auch
wenn die Zwischenräume eine Größe bis zu 50 oder 75 #tm haben.
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Obgleich= verschiedene Lotringe 205,- 207 verwendet werden können,
Kuin, das: erforderliche Lot bei der Herstellung der Röhre 10 bereitzustellen, kann
durch die Verwendung vonZupferüberzügen auf Teilen der Röhre, insbesondere auf der
Keramikhülse 14;-vermieden werden; da4 .Lotringe an anderen Stellen erforderlich
werden, .;so daß die Kosten so gering wie möglich gehalten werden.
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Die: Verwendung-"einer kupferplattierten Keramikhülse 14 ist dadurch
möglich,._daß die Lötlehre aus einer durch Kupfer rieht benetzbaren Legierung gemacht
wird.- Die b-Aannten Lötlehren bestehen im allgemeinen aus einer Chrom-Nickel. Legierung.
Da Chrom-Nickel -duxc-Kupfer benetzt :wird, war es bisher nicht mögligh,#. das Lot
als Schicht auf die Enden von Teilen,:-wyie die Keramikhülse 14, aufzubringen. Die
Halterungszylinder, bekannter Montagelehren müssenauc4 notwendigerweise kürzer bemessen-werden
als,-die gehalterten Elektroden; um zu verhindern, daß die Elektrodenhalterungsfiansche
an den Lehrenzylindern angelötet werden. Durch die Verwendung einer nicht benetzbaren
Lötlehre können längere - Halterurngszylinder verwendet werden, die eine positivere)
und. genauere Halterung der Elektroden gewährl,esten. - -Nach dem Verlöten der einzelnen
Teile der Röhre läßt man die Leh_ re. _erkalten und entnimmt dann die verlötete
Röhre. Ein spezieller Vorteil der beschriebenen Montagemethode besteht darin, daß
eine Beschädigung der empfindlichen Elektroden durch eine nachfolgende Manipulation
weitgehend vermieden wird, da der Röhrenkolben 12 gleichzeitig mit den Röhrenelektroden
montiert wird. Bei der Entfernung der Röhre aus der Lehre ist beispielsweise die
Anodenkappe 34 das letzte Teil, das das Halterungsteil verläßt. Die Gefahr, daß
die Röhre bezüglich der Vorrichtung 75 geneigt oder gekippt wird, bevor die Elektroden
von den Halterungszylindern abgezogen sind, wird dadurch weitgehend ausgeschaltet.
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Vor dem Evakuieren und endgültigen Abdichten der Röhre 10 wird die
Kathodenkappe 52 (F i g.1) durch die Öffnung 40 der Anodenkappe 34 eingeführt und
auf das obere Ende des Kathodentragröhrchens 51 aufgesteckt. Anschließend läßt man
den Verschlußdeckel 42 in die Öffnung 40 fallen, während sich die Röhre 10 in der
aufrechten Lage befindet; die Form des Verschlußteiles 42 gewährleistet eine selbsttätige
Einrichtung innerhalb der Öffnung. Ein nicht dargestellter Lotring wird zwischen
dem Flansch 43 und der Lippe. 39 vorgesehen, oder andererseits kann auch das Verschlußteil
vorher mit einem geeigneten Lotwerkstoff überzogen werden: Das zum Verlöten des
Verschlußteiles 42 mit der Anodenkappe 34 verwendete Lot muß einen niedrigeren Schmelzpunkt
als Kupfer haben und kann beispielsweise :aus einer Nickel-Gold-Legierung bestehen.
Hierdurch wird vermieden, daß die vorher unter Verwendung von Kupfer gebildeten
Lötverbindungen beim Verlöten des-Verschlußteiles wieder erweichen und sich lösen.
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Die nun fertigmontierte Elektronenröhre wird in einen Vakuumofen gebracht,
in dem die Metallteile der Röhre entgast, die Kathodenkappe 52 am Kathodentragröhrchen
51 angesintert, .die emissionsfähige Kathodenschicht aktiviert und die Röhre 10
evakuiert werden. Die Temperatur des .Ofens wird dann so weit' erhöht, daß das Nickel-Gold-Lot
schmilzt und das Verschlußteil 42 vakuumdicht mit der Anodenkappe 34 verlötet wird.
-Das oben -beschriebene Verfahren weist wesent= liche Vorteile gegenüber Verfahren
auf, bei denen zuerst eine aus einer keramischen Verschlußplatte und den auf dieser
gelagerten Elektroden bestehende Untereinheit montiert ' und verlötet wird und anschließend.
eine zweite Untereinheit, die einen Kolben mit -einem rohrförmigen Leiterteil, eine
keramische Isolierhülse-und- eine Anodenanordnung, deren Ende verschlossen ist,
durch Verlöten. tiergestellt wird:'Die zwei Untereinheiten müssen dann- dadurch
zu einer ganzen .Röhre zusammengesetzt werden, = daß das Elektrodensystem koaxial
in den. Kolben eingesetzt wird,"-während die keramische Abschlußscheibe aneiner
inneren Schulter. innerhalb- des leitenden roter= förmigen Teiles anliegt und aus
dieser ruht. An, schließend wird die Röhre evakuiert, und die in der Röhre enthaltenen.
Gase müssen durch den Zwischenraum zwischen der keramischen Verschlußplatte und
dem rohrförmigen Leiterteil ,entweichen. Nach dem Evakuieren wird die Keramikscheibe
vakuuiridicht mit dem rohrförmigen"Teil verschmolzen.
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Bei diesem zweistufigen. Verfahren ist ein Evakuierungskanal zwischen
der Keramikscheibe und der Schulter des rohrförmigen Kolbenteils erforderlich, und
es hat sich erwiesen, daß dieser oft verengt öder verschlossen ist; so daß ein schnelles
-und vollständiges Evakuieren der Röhre verhindert wird. Versuche, diese Schwierigkeit
zu beseitigen, bringen in der Praxis wieder andere Nachteile mit sich.
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Bei einer solchen zweistufigen Verlötung müssen die Abmessungen aller
Zwischenteile des Kolbens ebenso wie die Lage der Elektroden des Systems bezüglich
der Keramikscheibe in engen Toleranzen gehalten werden, da die Anode an dem rohrförmigen
Leiterteil am entgegengesetzen Ende des Kolbens befestigt ist, wie die Kathode und
die Gitterhalterungen. Es ist aber, wie bereits erwähnt worden ist, schwierig, Keramikteile
mit engen Toleranzen herzustellen, und es ist ferner aus wirtschaftlichen Gründen
unerwünscht, bei den anderen Kolbenteilen enge Toleranzen einhalten zu müssen.
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Bei dem hier beschriebenen Verfahren entfallen diese Probleme jedoch.
Infolge der Verwendung von rohrförmigen Teilen mit offenen Enden kann praktisch
die ganze Röhre auf einmal in einer Lehre montiert werden. Da es einfach ist, die
Teile in die Lehre einzubringen und da sich die Teile selbst ausrichten, läßt sich
das Verfahren auch leicht automatisieren.
So hat sich beispielsweise
gezeigt, daß es leichter ist, feste und zuverlässige Verbindungen zwischen den Keramikscheiben
und rohrförmigen Leiterteilen herzustellen; da die Lötverbindungen des Elektrodensystems
und der Keramikscheibe mit dem Kolben gleichzeitig hergestellt werden, ist es nämlich
möglich, für praktisch alle Verbindungen Kupferlot zu verwenden. Kupfer ist ein
billiges und zufriedenstellendes Lotmaterial zum Hartverlöten der verschiedeneu
Teile des Elektrodensystems, und es ist außerdem das beste bisher bekannte Material
zum Verlöten von Keramik und Metall. Bei dem beschriebenen Verfahren entfällt daher
die Notwendigkeit, z. B. Kupfer als Lot für das Elektrodensystenz und irgendein
anderes niedriger schmelzendes Lot, das teurer und weniger gut ist, für die Verbindung
der Keramikscheibe mit dem Kolben zu verwenden, was notwendig ist, wenn das Elektrodensystem
und die Keramikscheibe nacheinander verlötet werden.
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Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Tatsache, daß die Keramikscheibe
vor dem Auspumpen fest verlötet wird, ergibt, besteht darin, d'aß die Röhre in aufrechter
Stellung evakuiert werden kann und es möglich ist, die Kathodenhülse 52 lose auf
das Kathodentragröhrchen 51 aufzusetzen, während früher ein genauer Paßsitz erforderlich
war. Durch den Paßsitz wurde aber die Montage verlangsamt, und die Wanddicke des
Kathodentragröhrchens durfte einen gewissen Betrag nicht unterschreiten, da sonst
die nötige mechanische Festigkeit für einen Paßsitz mit der Kathodenhülse 52 nicht
gewährleistet war. Um eine hohe Wirtschaftlichkeit im Betrieb zu erreichen, hat
es sich gezeigt, daß unter gewissen Umständen extrem dünne Kathodentragröhrchen
zweckmäßig sind.