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"Verfahren zum Herstellen einer Elektronenstrahlröhre "
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer ElektronenstrahlrÖhre zum
Erzeugen oder Verstärken von Mikrowellen, bei welchem ein, ein Teil der Vakuumhülle
bildender Metallblock, der einen oder mehrere auf eine zentrale Achse ausgerichtete
Wechselwirkungskreise aufweist, über konzenteisch zur zentralen Achse angeordnete
Paßfiächen mit einer Aufbaueinheit vakuumdicht verbunden wird, die ein konzentrisch
zur zentralen Achse angeordnetes Elektronenstrahlerzeugungssystem aufweist.
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Es sind bereits Klystrons vorgeschlagen wordeng bei welchen ein massiver
iJetallblock einen Teil des Vakuumgehäuses bildet. In diesen Metallblock sind vom
Elektronenstrahl
durchsetzte Hohlraumresonatore eingearbeitet. An
dem einen Ende des ii-letallblockes ist eine Auffangelektrode bzw. eine Reflektorelektrode
bei einem Reflexklystron und an dem anderen Ende des Metallblocks eine Aufbauanordnungg
die im wesentlichen das Elektronenstrahlerzeugungssystem trägt, befestigt. An dem
vorzugsweise massiven Metallblockg im wesentlichen an einer Seitenfläche desselben,
befindet sich weiterhin eine Auskoppelvorrichtung zur Auskopplung der verstärkten
oder erzeugten Mikrowellenenergie. Eine solche Auskopplungsanordnung kann beispielsweise
aus einem sogenannten Auskoppelfenster, einer verlustarmen dielektrischen Scheibe,
die vakuumdicht eingesetzt ist, bestehen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Herstellung»einer Elektronenstrahlröhre der
eingangs genannten Art anzugeben, das eine hohe Maßgenauigkeit bei geringem Arbeitsaufwand
zu erzielen gestattet.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Paßfläche(n) an dem
Metallblock erst dann angebracht werden, wenn dieser bereits mit den Wechselwirkungskreisen,
dem Elektronenauffänger, der Ankoppelvorrichtung sowie anderen, einen größeren Erwärmungsvorgang
bedingenden Rb*hren.teilen ver-96hen ist.
Der wesentliche Vorteil
den erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin geseheng daß man einen Elektrodenaufbau
höchster #Gänauigkeit erhält. Diese hohe Genauigkeit wird im wesentlichen darauf
zurÜckgeführt, daß- erst nach Fertigstellung des Yietallblocks eine achsial und
zentrisch ausgerichtete Paßfläche bzw. Paßflächen angedreht werden. Ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, daß die Aufbaueinheit zunächst
vollständig in der Weise- z usammengesetzt wird, daß die Kathode und die Wehneltelektrode
des Strahlerzeugungssystems genaurotitionssymmetrisch zu-einer ringförmigen Paßfläche
an der Aufbaueinheit angeordnet-sind. Des weiteren werden an dem Metallblock zunächst
sämtliche Teile der Röhre angebracht und die Bearbeitung dieses Gehäuseteils der
Röhre abgeschlossen. Das bedeutet, daß an diesen Xetallblock bereits die-Kollektorelektrode
bzw. die Reflektorelektrode, die Ausk6ppelanordnung und der oder die Hohlraumresonatoren
angebracht sind. Erst nachdem dieser Metallblock derartig fertiggestellt ist, wird
an diesen ein ringförmiger PaSsitz, angedreht, wobei diese Paßfläche genau auf die
Elektronendurchtrittsöffnungen der Hohlraumresonatoren ausgerichtet sind, und-zwar
sowohl in röhrenachsialer als, auch in röhr enradialer Richtung. Ebenso war auch
die Paßfläche'(n) an der Aufbaueinheit sowohl in radialer als auch
in
aehsialer Richtung auf die Emissionsfläche der Kathode und den sie umgebenden Wehneltzylinder
ausgerichtet Weeden.
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Zur Fertigstellung der erfindungsgemäßen Elektronenröhre werden also
nun diese beiden Teile unter Aufeinandersetzen ihrer Paßflächen zusammengesetzt
und vorzugsweise durch Schweißen-miteinander verbunden. Es sind nunmehr keinerlei
Arbeiten mehr an der Röhre erforderlich, die noch höhere Temperaturen erfordern.
Es hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren Röhrenaufbauten höchster Genauigkeit
zu erzielen gestattet, was darauf zurückgeführtwird, daß die wichtigsten Abstände
der Röhre erst im Zuge der letzten Bearbeitungsvorg:nge festgelegt werden. Eine
versuchsweise später vorgenommene Erwämungbestimmter Teile dieser Röhre, wie sie
z. B.. notwendig wären, wenn nachträglich noch ein Auskoppelfenster oder ein Kollektor
angelötet werden müßten, haben gezeigt, daß diese späteren Er-.wärmungsvorgänge
bereits wieder Maßungenauigkeiten verUrsachen würden.
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Eine vorteilhafte --'eiterbildung der Erfindung besteht'dar-' in daß
der Wehnel-t-,zylinder des Elektrodensystems, in welchem die Kathode angeordnet
und befestigt ist, mittels'eines
sogenannten Dreibeins oder Mehrbein's
auf einer,ls,o# lierscheibe der Aufbauanordnung befestigt ist. Es hat sich gezeigt,
daß eine solche Befestigung des Wehneltzylinders7eine ätirierst stabile und unverrückbare
Befestigung der Wehnelt.elektrode zu erzielen gestattet, was ins--besondere dann
von Bedeutung ist, wenn die Röhre starken Stoßbeanspruchungen ausgesetzt wird. Weitere
Dreibein-,konstruktionen oder Mehrbeinkonstruktionen können ggf. zur Aufnahme weiterer
Elektroden ausgefÜhrt werden. Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbei-Spiels
wird nachfolgend die Erfindung näher er41ärt.
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Die Figur zeigt einen Z_,uerschnitt durch ein Zweikammer-. klystron
mit-einem Auskoppelfenster für die Hochfrequenzenergie. Das Gehäuse dieser Röhre
besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich aus dem Metallblock 1, an
welchem auf der einen Seite die Aufbaueinheit 22 und'auf der anderen Seite die Kollektorelektrode
21 befestigt sind. Die mit dem EleI#tronenstrahl in Zusammenhang stehenden Elektroden
dieser Röhre sind rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Die Herstellungder Röhre erfolgt gemäß der Erfindung in
der
Weise, daß zunächst in den Metallbock 1 die beiden Hohlraumresonatoren
8 und 9 eingebracht werden, das beim dargestellten AusfÜhrungsbeispiel
in der Weise vorgenommen wird, daß in eine Bohrung in dem Metallblock
1 die Wandungsteile 2,-3 und 4 eingesetzt werden. Des weiteren wird die Auskoppelvorrichtung
an dem massiven Block 1 angebracht, Die Auskoppelvorrichtung besteht im wesentlichen
aus einem dielektrischen Fenster 5, das Über einen Rahmen 6 vakuumdicht
mit dem Metallblock 1 verbunden, insbesondere verlÖtet ist. Eine Öffnung
7 in der Wandung des Hohlraumresonators 8 gestattet den Durchtritt
von Mikrowellenenergie. Des weiteren wird an dem Metallblock die Kollektorelektrode
21 befestigt, die in Üblicher Weise als Kühlkopf ausgebildet ist, um die durch Auftreffen
der Elektrcuen entsprechenden Wärmeleiter abführen zu können, Ferner weist der ilgetallblock
1 noch ein massives Zwischenteil 23 auf, das den -Pumpstutzen
18 trägt und an dem sich die Paßflächen 19 befinden. Diese Paßflächen
19 werden gemäß der Erfindung erst dann angebracht, vorzugsweise angedreht,
wenn der Metallblock 1,wie zuvor beschrieben, fertiggestellt ist. Sie dienen dem
genauen Zusammenbau der Aufbaueinheit 22 mit dem Metallblock 1. Der fertiggestellte
Metallblock 1 soll also nach Anbringen der Paßflächen 19
keiner stärkeren
Erwärmung mehr, insbesondere keiner ungleichmäßigen
Erw-7»trmung,
wie sie z. B. beim Anlöten des Auskoppelfenster-en-#steht, ausgesetzt werden. Das
Anbringen der-Paßflächen 19 erfolgt im wesentlichen unter Ausrichtung auf
die Elek-u-ronendurchtrittsöffniingen in Hohlraumresonatorwänden.
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Getrennt davon wird die Aufbaueinheit 22 hergestellt, mit der Xat
hode 1C-iiinerhalb der Wehneltelektrode 11. Die Kat>de 10--ist-vorzugsweise-über
eine als Wärmestau #rkende Folie-12 mit langer Wärme leitstrecke innerhalb der Wehneltelektrode
11 befestigt. Beim Aufbau der Aufbaueinheit 22.Ist nun die Befestigung der
Wehneltelektrode 11
an der Aikfbaueinheit so vorgenommen, daß sowohl diese
Wehneltelektrode-11 als auch die Kathode 10 genau zentrisch zu den Paßflächen
19 des Teils 24 der Aubaueinheit 22'angeordnet sind. Ferner ist auch der
achsiale Abstand zwisehen den Paßflächen 19 und der Emissionsfläche der Kathode
sowie der' Stirnfläche der Wehneltelektrode 11 genau definiert eingestellt,
Es brauchen-also nunmehr lediglich die Paßflächen 19 des Metallblocks und
der Aufbaueinheit-aufeinander gesetzt werden und an der Stelle 20 -eine.Schweißung,-bevorzugt
eine rundum-verlaufende Punktschweißung,.vorgenomme . n zu werden, um die
Röhre fertigzu--stellen.- Beim Schweißen, insbesondere beim Punktschweißen
tritt
kaum ein Erwärmen der Übrigen Röhrenteile auf.
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Wie aus dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel zu ersehen
ist, ist die Wehneltelektrode 11 an einer Isolierscheibe 15 befestigt,
welche auch die Durchführungen 16
trägt. Die Befestigung der Wehneltelektrode
11 auf der Isolierscheibe 15 erfolgt gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel--der
Erfindung mit Hilfe eines Dreibeins 14, dessen ringförmiges Ende mit der Isoliersche#be
15 verlötet ist und dessen Enden 13 an die Außenflächen der INehneltelektrode
11, vorzugsweise durch Punktschweißen, angeschweißt sind. Diese bevorzugte Befestigung
der Wehneltelektrode auf der Isolierscheibe erlaubt ein sehr einfaches Ausrichten
der Wehnelt-Kathoden-Anordnung zu den Paßflächen 19 der Aufbaueinheit 22.
Darüber hinaus ist diese Befestigungsart äußerst stoßunempfindlich, Die Anwendung
des Schweißens, insbesondere des Punktschwelbne bei der Befestigung der Dreibeine
13 an der Außenfläche der Wehneltelektrode 11, hat sich als sehr vorteilhaft
erwiesen.