DE1541032B2 - Wanderfeldroehre mit einer wendel als verzoegerungsleitung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wanderfeldröhre mit einer Wendel als Verzögerungsleitung, die koaxial in einer kreisrohrförmigen Vakuumhülle zwischen mindestens drei parallel zur Wendelachse sich erstreckenden Keramikstäben gehaltert ist, die sowohl mit der Wendel als auch mit der Vakuumhülle mechanisch verbunden sind.

Es ist allgemein bekannt, bei Wanderfeldröhren mit einer Wendel als Verzögerungsleitung die Wendel zwischen mehreren nicht leitenden Längsstäben koaxial in der Vakuumhülle der Röhre zu haltern. Dabei wird ein mechanisch stabiler erschütterungsfester Aufbau angestrebt, um Ganghöheveränderungen der Wendel im Betrieb der Röhre zu vermeiden. Eine Anordnung, die diesen Zweck erfüllen soll, ist aus der deutschen Patentschrift 913 084 bereits bekannt. Bei dieser Anordnung beschichtet man die beispielsweise aus Keramik bestehenden Halterungsstäbe einer Wendelleitung vor dem Anlegen an die Wendel entlang einem schmalen Längsstreifen mit glasbildendem Material. Hinterher wird das aus Wendel und Stäben zusammengesetzte Gebilde bis zum Schmelzen des glasbildenden Materials erhitzt. Ein nach diesem Verfahren hergestelltes Wendelsystem bedingt an sich eine mechanisch starre Halterung der Wendel. Es besteht jedoch die Gefahr, daß durch Dehnungskräfte, die im Betrieb der Röhre auftreten, die Glasur reißt oder bricht und dadurch mindestens einzelne Windungen der Wendel wieder erschütterungsfähig werden. Außerdem hat die Glasur einen verhältnismäßig schlechten Wärmeübergang von der Wendelleitung auf die Keramikstäbe zur Folge, so daß die Abführung der Verlustwärme der Wendel erschwert ist. Im übrigen erfordert die Beschichtung der Keramikstäbe mit einem geeigneten glasbildenden Material einen verhältnismäßig hohen technologischen Aufwand.

Aus der USA.-Patentschrift 2 922 067 ist eine Wanderfeldröhre mit einer wendeiförmigen Verzögerungsleitung bekannt, die zwischen Keramikstäben gehaltert ist, welche unmittelbar an der Innenwandung der metallischen Vakuumhülle der Röhre anliegen. Die Keramikstäbe, die aus einem gut wärmeleitfähigen Material bestehen sollen, sind entlang der wendeiförmigen Verzögerungsleitung mit einer Längsnut versehen, um die dielektrische Belastung herabzusetzen, der die Verzögerungsleitung durch die Keramikstäbe ausgesetzt ist. Die Keramikstäbe liegen dann nur mit zwei schneidenförmigen Kanten, zwischen denen sich die Längsnut befindet, an der Verzögerungsleitung an. Diese punktförmige Berührung der Keramikstäbe mit der Verzögerungsleitung erschwert grundsätzlich den Wärmeübergang von der Verzögerungsleitung zu den Keramikstäben, Andererseits ist in der genannten USA.-Patentschrift 2 922 067 auch bereits erwähnt, daß die Keramikstäbe sowohl mit der wendeiförmigen Verzögerungsleitung als auch mit der metallischen Vakuumhülle verlötet sein können. Man erreicht dadurch eine Verbesserung des Wärmekontakts der Keramikstäbe zur Verzögerungsleitung und zur Vakuumhülle, während gleichzeitig die Verzögerungsleitung auch mechanisch festgelegt wird. Eine Verlötung der Keramikstäbe sowohl mit der Verzögerungsleitung als auch mit der Vakuumhülle bedeutet jedoch eine mechanische Übereinstimmung, die bei den im Betrieb der Röhre auftretenden Wärmedehnungen ein Abreißen entweder der Verzögerungsleitung von den Keramikstäben oder der Keramikstäbe von der Vakuumhülle zur Folge haben kann. Im übrigen gibt die USA.-Patentschrift 2 922 067 keinen näheren Hinweis darauf, wie die Keramikstäbe mit der Vakuumhülle und der Verzögerungsleitung verlötet werden soll, so daß wohl an eine übliche, mehr oder weniger aufwendige Metallisierung der Keramikstäbe gedacht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ίο mechanisch stabile Halterung für die Wendelleitung von Wanderfeldröhren, insbesondere Hochleistungswanderfeldröhren, so auszugestalten, daß bei einem geringen technologischen Aufwand auch im Betrieb der Röhre die mechanische Stabilität der Wendel und eine gute Wärmeableitung zwischen der Wendel und der Vakuumhülle der Röhre gewährleistet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Wanderfeldröhre der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die einzelnen Keramikstäbe über jeweils eine federnde metallische Zwischenlage an der Vakuumhülle befestigt sind, wobei die Keramikstäbe einerseits mit den anliegenden Windungen der Wendelleitung und andererseits mit den federnden Zwischenlagen mittels eines Aktivlotes verlötet sind.

Eine erfindungsgemäße Wanderfeldröhre hat zunächst den Vorteil, daß die mechanische Verbindung der Keramikstäbe mit der Wendel einerseits und der Vakuumhülle der Röhre andererseits und die dadurch bewirkte gute Wärmeableitung und Erschütterungsfestigkeit der Wendel keinen unzuträglichen Belastungen ausgesetzt ist, weil die federnden Zwischenlagen zwischen den Keramikstäben und der Vakuumhülle Dehnungsspannungen aufnehmen können. Die Ver-Wendung eines Aktivlotes zur Verlötung hat den wesentlichen Vorteil, daß eine Metallisierung der Keramikstäbe erspart wird. Gemäß weiterer Erfindung können die Keramikstäbe rohrförmig sein. Man spart dadurch wesentlich an Gewicht. Gleichzeitig ist bei Verwendung von Keramikrohren an Stelle von Vollstäben die dielektrische Belastung der Wendel herabgesetzt.

An Hand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Dabei sind solche Teile der Röhre weggelassen, die zum Verständnis der Erfindung nicht notwendig erscheinen, wie z. B. Ein- und Auskoppelleitungen, das Elektronenstrahlerzeugungssystem und der Auffänger der Röhre. Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Wanderfeldröhre. Zum besseren Verständnis ist in F i g. 2 ein Schnitt längs der Linie II-II der F i g. 1 dargestellt. Mit 1 ist eine Wendel bezeichnet, die vorzugsweise aus einem bandförmigen Leiter, beispielsweise Molybdänband, gebildet ist. Die Wendel 1 ist zwischen drei rohrförmigen Keramikstäben 2 angeordnet, die sich parallel zur Wendelachse erstrecken. Die Wendel 1 mit den sie umgebenden Keramikstäben 2 ist koaxial in einer vorzugsweise metallischen Vakuumhülle 3 eingesetzt, die längs der Wendel konstanten Innendurchmesser hat. Dabei befinden sich zwischen den Keramikstäben 2 und der Vakuumhülle 3 federnde metallische Zwischenlagen 4, die insbesondere als Schraubenfedern mit beliebigem Querschnitt ausgebildet sind. Die federnden Zwischenlagen können aber grundsätzlich auch andere Federkörper sein. Der Einfachheit halber sind

in F i g. 1 drei unterschiedlich geformte Federkörper eingezeichnet, und zwar außer einer bevorzugten, aus Molybdändraht oder -band gebildeten Schraubenfeder 4 runden Querschnitts eine Blattfeder 4' und eine Schraubenfeder 4" mit rechteckigem Querschnitt. Die Keramikstäbe 2 sollen erfindungsgemäß einerseits an den Stellen 5 mit den einzelnen Windungen der Wendel 1 und andererseits an den Stellen 6 mit den federnden Zwischenlagen 4 mittels eines Aktivlotes verlötet sein, während die federnden Zwischenlagen 4 wiederum mit der metallischen Vakuumhülle 3 verlötet sind. Unter einem Aktivlot wird dabei ein Lot verstanden, das sowohl die metallische als auch die keramische Komponente angreift. Beispielsweise ist hierzu ein Ag-Cu-Ti-Lot oder ein Ti-Ni-Lot geeignet.

Um eine hinreichend große Lötfläche der Keramikstäbe 2 mit den anliegenden Metallelementen zu erhalten, empfiehlt es sich, in den Keramikstäben 2 Profile einzuschleifen, die der Form der anliegenden Wendel 1 bzw. Schraubenfeder 4 angepaßt sind. Die F i g. 3 zeigt zunächst als einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1 eine entsprechend ausgebildete Auflagefläche einer Windung der Wendel 1 an einem Keramikstab 2. Man erkennt daraus, daß die Wendel 1 längs eines Kreisbogens mit den Keramikstäben 2 in Verbindung steht. Diese Anordnung hat außer einer Vergrößerung der Lot- und Wärmekontaktfläche den Vorteil, daß nur die in den Keramikstab eingeschliffene Längseinbuchtung maßhaltig sein muß, während der rohrförmige Keramikstab 2 im übrigen größere Maßtoleranzen aufweisen kann. Die F i g. 4 zeigt ebenfalls als vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1 das in entsprechender Weise geformte, der Vakuumhülle 3 benachbarte Profil eines rohrförmigen Keramikstabes 2. Dabei ist übertrieben angedeutet, daß am Grund der Einbuchtung des Isolierstabes 2, in welche die Schraubenfeder 4 eingreift, eine Nut 7 vorgesehen ist, um darin das Aktivlot in Form eines Drahtes od. dgl. einlegen zu können. Im übrigen können auch in der Vakuumhülle 3 Längseinbuchtungen vorgsehen sein, die dem Profil der Schraubenfeder 4 angeglichen sind.

Eine Wanderfeldröhre nach den F i g. 1 bis 4 kann vorzugsweise nach folgendem Verfahren hergestellt werden. Nach dem Wickelvorgang der Wendel werden zunächst die Keramikstäbe mit einem Hilfswerkzeug fest auf die Wendel aufgepreßt, und zwar unter Einlegen eines Aktivlotes zwischen die Wendel und die Keramikstäbe. Hierauf erfolgt die Verlötung der Wendel mit den Keramikstäben, wobei die Verwendung von Aktivlot eine Metallisierung der Keramikstäbe erübrigt. Nach dem Lötprozeß bilden die Wendel mit den Keramikstäben eine feste Einheit. Diese Einheit wird unter Zwischenlegen von Federkörpern in die metallische Vakuumhülle eingesetzt, wobei wiederum zwischen den Keramikstäben und den Federkörpern ein Aktivlot eingefügt ist. Dieses Aktivlot soll allerdings einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Lot haben, welches die Wendel mit den Keramikstäben verbindet. Es können nun, nachdem der gesamte Aufbau aus Wendel, Keramikstäben und Federkörpern in die Vakuumhülle eingesetzt ist, die Federkörper einerseits mit den Keramikstäben und andererseits mit der Vakuumhülle gleichzeitig verlötet werden.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen. Insbesondere braucht die Vakuumhülle nicht unbedingt metallisch sein, sondern kann auch aus Keramik bestehen. Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Wanderfeldröhre können die einzelnen Verlötungen auch gleichzeitig vorgenommen werden, so daß es nicht erforderlich ist, Lötmaterialien mit verschiedenen Schmelzpunkten zu verwenden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Wanderfeldröhre mit einer Wendel als Verzögerungsleitung, die koaxial in einer kreisrohrförmigen Vakuumhülle zwischen mindestens drei parallel zur Wendelachse sich erstreckenden Keramikstäben gehaltert ist, die sowohl mit der Wendel als auch mit der Vakuumhülle mechanisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Keramikstäbe über jeweils eine federnde metallische Zwischenlage an der Vakuumhülle befestigt sind, wobei die Keramikstäbe einerseits mit den anliegenden Windungen der Wendelleitung und andererseits mit den federnden Zwischenlagen mittels eines Aktivlotes verlötet sind.

2. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikstäbe an der Auflagefläche der Wendel und/oder der federnden Zwischenlage eine der Form der anliegenden metallischen Elemente angepaßte Einbuchtung aufweisen.

3. Wanderfeldröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Grund der Einbuchtung der Keramikstäbe eine Längsnut zur Aufnahme von Lotmaterial vorgesehen ist.

4. Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikstäbe rohrförmig sind.

5. Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Zwischenlage aus einer Schraubenfeder besteht.

6. Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumhülle aus Metall besteht, mit der die federnden Zwischenlagen verlötet sind.

7. Wanderfeldröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel aus einem flachen Metallband, insbesondere Molybdänband, hergestellt ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Wanderfeldröhre nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikstäbe zunächst mit einem Hilfswerkzeug unter Zwischenlegen eines beispielsweise aus Ag-Cu-Ti oder Ti-Ni bestehenden Aktivlotes an die Wendel angepreßt und dann mit der Wendel verlötet werden, worauf die so hergestellte Einheit mit den federnden Zwischenlagen unter Zwischenfügung von Aktivlot, dessen Schmelzpunkt niedriger als der Schmelzpunkt des die Wendel mit den Keramikstäben verbindenden Lotes ist, in die Vakuumhülle eingesetzt wird, und anschließend die Keramikstäbe mit den federnden Zwischenlagen sowie diese mit der metallischen Vakuumhülle gleichzeitig verlötet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen