DE1614518C - Kühlkörper fur dann auswechselbare thermisch hochbelastete Rohrenelektroden, wie Elektronenaufianger von Wanderfeldroh ren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für darin auswechselbare thermisch hochbelastete Röhrenelektroden, wie Elektronenauffänger von Wanderfeldröhren, der Kühlrippen enthält, die durch mindestens eine Feder gegen die zu kühlende Elektrode verspannbar sind.

Kühlkörper mit radial zur kühlenden Elektrode angeordneten Kühlrippen sind inderLJSA.-Patentschritt 2 653 800 bereits beschrieben; diese Kühlkörper sind jedoch für eine Löt- oder Schweißverbindung mit der Röhrenelektrode vorgesehen und deshalb nicht beliebig auswechselbar ausgebildet.

Aus der deutschen Patentschrift 1 121 230 ist bereits ein lösbarer Kühlkörper für thermisch hochbelastete Röhrenelektroden bekannt, der aus mehreren einzelnen und lose hintereinander angeordneten Kühlblechen besieht, deren jedes die zu kühlende Elektrode ringförmig umfaßt und die sich jeweils aus zwei Halbscheiben zusammensetzen. Die beiden Halbscheiben sind durch wenigstens eine Feder gegen die zu kühlende Elektrode verspannt. Auf diese Weise ist der Kühlkörper hinsichtlich seiner Verbindung mit der zu kühlenden Elektrode jederzeit leicht lösbar, während ein ausgezeichneter Wärmeübergang von der Elektrode auf die Kühlbleche dadurch gegeben ist, daß jedes Kühlblech mit der Elektrode für sich unter Federdruck verspannt ist. Darüber hinaus hat ein solcher Kühlkörper in bezug auf Wanderfeldröhren den wesentlichen Vorteil, daß das freie Ende des Elektronenauffangers zylindrisch ausgebildet sein kann.

Bei dem zuletzt genannten bekannten Kühlkörper tritt trotz seiner vorteilhaften Eigenschaften die Schwierigkeit auf, daß die zu kühlende Elektrode während des Einschiebens in den Kühlkörper einer verhältnismäßig hohen mechanischen Belastung ausgesetzt ist, weil die hintereinanderliegenden Kühlbleche einzeln auseinandergedrückt und durchdrungen werden müssen. Diese mechanische Belastung bedingt eine gewisse Bruchgefahr des Röhrengefäßes, das die zu kühlende Elektrode trägt. So sind vor allem lange und dünne Wanderfeldröhren beim Einführen des Auffängers in den Kühlkörper mit seinen quer zur Röhrenachse aufgereihten Kühlblechen in erhöhtem Maße bruchgefährdet. Davon abgesehen ist der grundsätzlich gute Wärmeübergang von eier Elektrode auf die Kühlbieche dadurch praktisch beeinträchtigt, daß wegen unvermeidlicher Fertigungstoleranzen die Innenkanten der halbscheibenförmigen Kühlbleche die zu kühlende Elektrode, im Querschnitt gesehen, nicht kreisbogenförmig, sondern nur mehr oder weniger punktförmig berühren. Außerdem ist es kaum möglich, den Kühlkörper für Elektroden unterschiedlichen Durchmessers auszulegen, so daß man bei einer breiteren Streuung von gleichartigen Röhrentypen eine Vielfalt an Kühlkörpern benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen eine gute Wärmeabfuhr von der Elektrode zu den KühlrippeiVermöglichen'den Kühlkörper für darin auswechselbare thermisch hochbelastete Röhrenelektroden anzugeben, bei dem die Röhre beim Zusammenfügen mit dem Kühlkörper mechanisch wenig belastet wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Kühlkörper der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kühlrippen in einem aus einem massiven Mctallblock oder aus einem Paket aus aufeinander gestapelten gestanzten Blechschnitten bestehenden Metallkörper verankert sind, der sternförmig um die zu kühlende Elektrode gruppierte Schlitze aufweist, in denen die Kühlrippen jeweils in Form einer Platte gegen die Kraft der sie verspannenden Feder radial zu der zu kühlenden Elektrode beweglich ange-5 ordnet sind.

Ein solcher Kühlkörper weist zunächst den wesentlichen Vorteil auf, daß die einzelnen Kühlrippen in Längsrichtung gegen die zu kühlende Elektrode verspannt sind und deshalb auch bei einer nicht genau

ίο kreisrunden Elektrode einen Wärmeübergang gewährleisten, der einem die Elektrode ringförmig umschließenden Kühlblech überlegen ist. Die Kühlrippen können dabei auf Grund ihres Spiels in den Schlitzen des Metallbiockes einen radialen Schlag oder eine Exzentrizität der zu kühlenden Elektrode aufnehmen, ohne sie mechanisch festzulegen. Andererseits ist eine gute Wärmeleitung zwischen den Kühlrippen und dem Metallblock auf Grund der großflächigen Führung der Kühlrippen in den einzelnen Schlitzen gegeben.

so Da die Innenkanten der Kühlrippen die einzuführende Elektrode in axialer Richtung, also in Einschubrichtung berühren, steht dem Einschieben der Elektroden in den Kühlkörper nur ein sehr geringer mechanischer Widerstand entgegen. Dabei sind besonders zweckmäßig die Kühlrippen im Einschlupfbereich der zu kühlenden Elektrode angeschrägt, um ein äußerst leichtes Einschlüpfen der Elektrode zwischen die Kühlrippen zu fördern. Die betreffende Schräge an den Kühlrippen stört wärmetechnisch nicht, weil die Kühlrippen über die übrige Länge der zu kühlenden Elektrode an dieser anliegen können.

An Hand des in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kühlkörper, F i g. 2 einen Blechschnitt zum Aufbau des Blechpakets für einen Kühlkörper der Fig. 1,

Fig. 3 eine Kühlrippe für einen Kühlkörper der Fig. 1,

F i g. 4 eine den massiven Metallblock oder das Blechpaket eines Kühlkörpers der Fig. I stirnseitig abschließenden Scheibe,

F i g. 5 ein Federelement für einen Kühlkörper der Fig. 1,

Fig. 6 einen Winkel zur Bildung der Umrahmung des Kühlkörpers der F i g. 1 von vorne,

F i g. 7 den Winkel der F i g. 6 von der Seite,
Fig. 8 eine isolierende Zwischenlage zwischen dem massiven Metallblock oder dem Blechpaket und dem Rahmen eines Kühlkörpers der Fig. 1,

Fig. 9 die isolierende Zwischenlage der Fig. 8 von einer Seite des Kühlkörpers und die

Fig. 10 und 11 isolierende Zwischenplatten zur Erzielung einer Wärmebremse an einem Kühlkörper der Fig. 1.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Blechpaket bezeichnet, das dadurch hergestellt ist, das gestanzte und entgratete Blechschnitte 2, welche die F i g. 2 in Draufsicht zeigt, deckungsgleich hintereinander bzw. aufeinander gestapelt und miteinander verfestigt sind. Aus Fig. 2 wird deutlich, daß die Blechschnitte Schlitze 3 aufweisen, die sternförmig um ein zentrales Mittelloch 4 gruppiert sind. Da alle Blechschnitte 2 einander gleich sind, erstrecken sich die Schlitze 3 über die gesamle Länge des- Pakets. Die Schlitze 3 sind also nach den beiden, zur Achse des Mittelloches 4 senkrechten Stirnflächen des Pakets hin offen.

In die einzelnen Schlitze 3 sind plattenfönnige

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Kühlrippen 5 eingesetzt, von denen eine in Fig. 3 vergrößert dargestellt ist. Um die Kühlrippen 5 gegen ein Herausfallen aus den Schlitzen 3 zu sichern, ist auf den beiden Stirnflächen des Pakets je eine Lochscheibe 6 (Fig. 4) angebracht, deren Außenradius kleiner als die von der Achse des Mittelloches 4 aus gemessene Tiefe der Schlitzes ist. Auf diese Weise sind die Schlitze 3 an den Stirnflächen des Pakets bis auf öffnungen 7 abgedeckt. Durch diese öffnungen 7 greifen die Kühlrippen 5 jeweils mit einer Nase 3 hindurch, mit der jede Kühlrippe S im Bereich ihrer Oberkante beidseitig ausgestattet ist. Die Höhe der Nasen § ist dabei so bemessen, daß die Nasen 8 in den öffnungen? ein zur Achse des Mittelloches4 radiales Spiel haben, das durch den Abstand der Nasen 8 vom Boden der Schütze 3 beim Anschlag der Nasen 8 an der Lochscheibe 6 gegeben ist.

Die in den Schlitzen 3 radial zum Mittelloch 4 beweglichen Kühlrippen 5 siehen unter der Wirkung einer Feder 9, die in jedem Schütz 3 im Raum zwischen dem Schlitzboden und der ihm gegenüberstehenden Oberkante 1β der Kühlrippen 5 angeordnet ist und die Kühlrippen S in.Richtung auf das Metallloch 4 verspannt Wie die F i g. 5 näher zeigt, bestehen die Federn 9 vorzugsweise aus einem Blechstreifen, der zu einem gieichschenkeiigen Dreieck gebogen ist, das an seiner Spitze offen bleibt. Die freien Enden der Schenkel 11 und 12 dieses Dreiecks sind nach innen abgewinkelt und stützen sich gegen den Schlitzboden ab, während die Basis 13 des dreieckig zusammengebogenen Blechstreifen« an der Oberkante 1® der Kühlrippen. S anliegt. Auf Grund dieser Form und Anordnung der Federn 9 ist eine besondere Art von Blattfeder erzielt, die den einzelnen Kühlrippen S neben dem geschilderten. Radiaihub auch ein Schaukeln in Richtung des Dopprfpfdks 14 ermöglicht. Eine zwischen die Kühlrippen S in das 'viittelloch 4 einzuführende Elektrode, beispielsweise der Elektroncnauffänger einer Wanderfeldröhre, erleidet deshalb keine mechanische Belastung oder Fixierung, während andererseits die Federn 9 einen ausgezeichneten Wärmekontaktdruck auf die zu kühlende Elektrode gewährleisten.

Um das Einschieben einer betreffenden Elektrode zwischen die Kühlrippen S noch zu erleichtern, sind diese an der Einschlupföffnung für die zu kühlende Elektrode angeschrägt (Schräge 15 in F i g. 3). Die zu kühlende Elektrode braucht dann an ihrem Ende nicht, wie es bisher bei lösbaren Kühlkörpern allgemein der Fail ist, angefast zu sein.

Das Blechpaket des Kühlkörpers der Fig. 1 ist von einem Rahmen 16 umgeben, der aus zwei miteinander verschraubten Winkelschienen 57 zusammengefügt ist, welche in den F i g. 6 und 7 dargestellt sind.

Die Winkelschienen 17 sind vorzugsweise mit Gewindebohrungen 18 verschen, um Konvektoren zur Wärmeableitung anschrauben zu können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht dabei darin, daß derartige Konvektoren in beliebiger Weise an einer der vier Seiten des Kühlkörpers anbringbar sind.

In vielen Anwendungsfällcn ist die in einem Kühlkörper nach der Erfindung zu kühlende Elektrode, insbesondere der Elektronenauffänger von Wanderfeldröhren, mit.einer bestimmten elektrischen Spannung beaufschlagt. Es empfiehlt sich deshalb, den Kühlkörper der Fig. 1 von seiner Umgebung elektrisch zu isolieren. Zu diesen» Zweck ist mit Vorteil zwischen dem Blechpaket I und dem Rahmen 16 eine isolierende Zwischenlage vorgesehen. Hierfür eignet sich besonders eine Kunststoffolie, die zu zwei Bahnen 19, von denen jeweils eine die Fig. 8 und 9 zeigen, zusammengefaltet und zwischen dem Blechpaket I und dem Rahmen 16 eingelegt ist. Dabei sollen sich die Bahnen 19 an ihren Ecken 20 gegenseitig überlappen. Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeil

ίο sind die Bahnen 19 breiter als die Länge des Blechpakets 1 bemessen. Man erhält dadurch Randstreifen 21, die in aufgestellter Form über das Blechpaket dachartig hinausragen.

Der Kühlkörper der F i g. 1 ist mit einer Bodenplatte 22 versehen, die normalerweise zur Befestigung des gesamten Kühlkörpers an einem Hochfrequenzgerät dient. Beispielsweise wird bei der bevorzugten Anwendung als Kühlkörper für den Elektronenauffänger von Wanderfeldröhren die Bodenplatte 22

jo an ein die Wanderfeldröhre aufnehmendes Magnetsystem angeschraubt. Damit in diesen Fällen ein unerwünschter Wärmeübergang vom Kühlkörper auf das Magnetsystem vermieden werden kann, ist es vorteilhaft, zwischen dem eigentlichen Kühlkörper und der Bodenplatte 22 eine Wärmebremse vorzusehen-Zu diesem Zweck ist die Bodenplatte 22 nicht unmittelbar, sondern über zwei isolierende, schlecht wärmeleitende Zwischenplatten 23 und 24 mit dem Kühlkörper verbunden. Datei ermöglicht die in Fig. 10 gezeigte Zwischenplatte 23, die beispielsweise aus Preßstoff besteht, die Verankerung von Befestigungsschrauben (Bohrungen 25), während die vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Zwischenpiaite 24 (Fig. 11) die betreffenden Schrauben eiekirisch isolierend abdeckt.

Zum Aufbau des dargestellten und beschriebenen Kühlkörpers benötigt man im wesentlichen nur vier Einzelteile, nämlich die Blechschnitte 2, die Kühlrippen S, die Federn 9 und die Winkelschienen 17.

Diese Einzelteile erfordern keine hohen Kosten. Ein solcher Kühlkörper ist deshalb auch wesentlich billiger herstellbar als die bisher bekannten lösbaren Kühlkörper für thermische hoch belastete Röhrenelektroden. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich daraus, daß man die Kühlrippen mit einem Hub ausstatten kann, der eine Variation des Durchmessers der zu kühlenden Elektrode in einer Größenordnung von einem bis zwei Millimeter ohne weiteres zuläßt. Es ist nicht erforderlich, daß die Federn, welche die Kühlrippen gegen die zu kühlende Elektrode verspannen, die beschriebene Form haben. Man könnte sogar an Steile beliebiger Druckfedern auch Ringfedern vorsehen, welche an einem Vorsprung der Kühlrippen angreifen und alle Kühlrippen zusammen in radialer Richtung gegen die zu kühlende Elektrode verspannen. Dabei wäre es auch möglich, an Stelle einzelner Kühlrippen jeweils zwei Kühlrippen paarweise zusammenzufassen.

Claims (9)

Palentansprüche:

1. Kühlkörper für darin auswechselbare thermisch hochbelastete Röhrenelektroden, wie Elektronenauffänger von Wanderfeldröhren, der Kühlrippen enthält, die durch mindestens eine Feder liegen die zu kühlende Elektrode verspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (S) in einem aus einem massiven

Mclallblock (I) oder aus einem Paket aus aufeinander gestapelten gestanzten Blechschnitten (2) bestehenden Metallkörper verankert sind, der sternförmig um die zu kühlende Elektrode gruppierte Schlitze (3) aufweist, in denen die Kühlrippen (5) jeweils in Form einer Platte gegen die Kraft der sie verspannenden Feder (9) radial zu der zu kühlenden Elektrode beweglich angeordnet sind.

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß in jedem Schlitz (3) im Raum zwischen dem Schlitzboden und der ihm gegenüberstehenden Oberkante der Kühlrippen (5) eine Feder (9) angeordnet ist, welche die Kühlrippen einzeln gegen die zu kühlende Elektrode verspannt.

3. Kühlkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (9) die Form einer Blattfeder besitzt.

4. Kühlkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Federn (9) in den Schlitzen aus. einem Blechstreifen hergestellt sind, der zu einem gleichschenkeligen Dreieck gebogen ist, das an seiner Spitze offen ist, wobei die freien Enden der Schenkel (11,12) abgewinkelt sind und sich gegen den Schlitzboden abstützen, während die Basis (13) des Dreiecks an der Oberkante (10) der Kühlrippen (5) anliegt.

5. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (3) im Metallkörper (1) an beiden zu seiner Achse senkrechten Stirnflächen offen liegen und auf diese Stirnfläche je eine Lochscheibe (6) aufgesetzt ist, deren Außenradius kleiner als die von der Mittelachse der zu kühlenden Elektrode aus . gemessene Tiefe der Schlitze (3) ist, und daß in die so verbleibenden öffnungen (7) der Schlitze (3) an den Stirnflächen des Metallkörpers (1) die Kühlrippen (5) jeweils mit einer Nase (8) durchgreifen.

6. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (1) von einem Rahmen (16) umgeben ist, der aus zwei Winkelschienen (17) zusammengefügt ist und gegenüber dem Metallkörper (1) elektrisch isoliert ist.

7. Kühlkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Isolation des Metallkörpers (1) vom Rahmen (16) zwischen dem Metallkörper (1) und den Winkelschienen (17) eine Kunststoffolie (19) eingelegt ist, die über die Mantelfläche des Metallkörpers (1) mit aufgestellten Randstreifen (21) hinausragt.

8. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche, die der Röhre mit der zu kühlenden Elektrode benachbart ist, eine Bodenplatte (22) vorhanden ist, die über eine oder mehrere Zwischenlagen (23, 24) aus isolierendem, schlecht wärmeleitendem Material am Metallkörper befestigt ist.

9. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kühlrippen (5) an der Einschlupföffnung für die zu kühlende Elektrode angeschrägt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen