DE1639416B1 - Hochspannungsfester Roehrenfuss fuer Elektronenroehren und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Keramikhülse, d.h. die eine Korona-Entladung be- Es werden deshalb zentrisch über die Durchfuhwirkende Feldstärke innerhalb der verbleibenden rungsstifte vorgefertigte V 7-Hülsen gesteckt und dann Luftstrecke ist entsprechend geringer. Auf Grund der der Röhrenfußboden etwa 1 mm hoch mit V 7 ausguten Haftfestigkeit von V 7 auf Keramik und Metall gegossen. Beim Aushärten der Bodenschicht werden sind die entsprechenden Teile der Durchführungsstifte 5 die Hülsen fest in der Schicht verankert. Anschliepraktisch luftspaltfrei mit dem V 7-Kunstharzmantel ßend können die verbleibenden Zwischenräume zwizu vereinigen, so daß dann als Isolationsstrecke zwi- sehen der Innenfläche der Hülse und den Außenschen dem Kappenrand der Durchführung und dem flächen der Durchführungsstifte mit V 7 ausgegossen Röhrenfußboden nicht der — einen Umweg bilden- werden, ohne daß die flüssige Masse unten hinausde — Kriechweg entlang der Oberfläche der Keramik- io quellen kann. Vorzugsweise werden auch die von den buchse, sondern die direkte Strecke im kompakten Durchführungsstiften ausgehenden isolierten Kabel V7-Material mit ihrer viel höheren Durchschlag- noch einige Millimeter tief in den Kunstharzmantel festigkeit (> 20 kV/mm) eingesetzt werden kann. An- eingegossen, um auch die Lötstellen zwischen den dere Materialien, z. B. aufgeschobene und aufgepreßte Stiften und den Kabeln gegen Überschläge zu sichern. Teflon-Buchsen sind bereits bei Temperaturen von 15 Die bei der Aushärte-Temperatur von etwa 90 bis 120⁰C nicht geeignet, da bei diesen Temperaturen 120⁰C infolge des effektiven Reaktions-Schwundes der Preß-Sitz nicht aufrechterhalten werden kann. (Vernetzung) auftretenden Druckspannung bleiben Ähnlich ist es bei Verwendung von Schrumpfschläu- nach dem Aushärten dauernd erhalten. Der gesamte chen, bei denen ebenfalls Luftspalte unumgänglich Druck der fertigen Anordnung unterhalb der Aussind. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich bei Span- 20 härte-Temperatur summiert sich aus dem Reaktionsnungen oberhalb 10 kV und Dauertemperaturen von schwund der Eingußmasse und aus dem Temperatur-120 bis 140° C, wie sie bei Röhrenfüßen häufig ge- schwund von Eingußmasse und Hülse; oberhalb der fordert werden, auch bei anderen Materialien. So Aushärte-Temperatur ist nur noch der Reaktionswird beispielsweise vakuumvergossener Silikon- schwund der Eingußmasse als Druckspannung zur Kautschuk, der in der Elektrotechnik häufig zu Iso- 25 Verhinderung von Luftspalten wirksam. Die Hülse lierzwecken eingesetzt wird, bereits nach kurzer Zeit ist wegen der fehlenden Druckspannung mit der depolimerisiert, was sich darin äußert, daß unter Außenfläche des Eingußzylinders echt geschichtet. Luftabschluß der Kautschuk von innen nach außen Durch Aufrauhen der Hülseninnenseite kann eine verflüssigt wird. gute Verankerung der Schichten erreicht werden.

Es ist an sich bekannt, zur günstigen Beeinflussung 30 Um den Temperaturschwund des Kunstharzmander elektrischen Potentialverteilung innerhalb und tels klein zu halten, werden der V7-Masse vor dem außerhalb eines elektrischen Isolierkörpers diesen aus Vergießen etwa 50 % Masseteilchen kleiner Ausdehdielektrischen Schichten verschiedener Dielektrizitäts- nung, z. B. Quarzmehl, beigemischt. Durch die spezikonstanten (DK) aufzubauen (vgl. hierzu die deut- eile Zusammensetzung des V 7-Kunstharzmantels sehe Auslegeschrift 1 045 499). Aus dieser deutschen 35 bleibt die Elastizität dauernd erhalten, so daß die Auslegeschrift ist es darüber hinaus bekannt, den auf die Metall-Keramik-Verbindung ausgeübte Druck-Isolierkörper ohne Lufteinschlüsse aus Gießharz zu spannung auch bei den hohen Betriebstemperaturen bilden, wobei eine leiternahe Schicht eine höhere keine Alterung erfährt oder gar aufgehoben wird, Dielektrizitätskonstante, eine leiterferne Schicht eine wodurch schädliche Luftspalte zwischen den Durchgeringere Dielektrizitätskonstante aufweist. Dabei ist 40 führungsstiften und der Ausgußmasse entstehen im Fall der Isolation eines Leiters gegen ein Gehäuse könnten.

der zwischen Leiter und Gehäuse vorhandene Hohl- An Hand des in der Figur der Zeichnung dargeraum von Gießharzmassen unterschiedlicher Dielek- stellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachtrizitätskonstanten ausgefüllt, während sich bei der stehend erläutert werden.

vorliegenden Erfindung im feldstärkemäßig kritischen 45 Die Figur zeigt dabei schematisch die atmosphären-Bereich um den Kappenrand nur Kunstharz einer seitige Anordnung eines Durchführungsstifts durch einzigen Dielektrizitätskonstanten befindet. den Röhrenfußboden 1. Der in einer Keramikhülse 2 Weiterhin ist es zur Erhöhung der Isolierungseigen- verlaufende Durchführungsstift 3, der über die Meschaften einer Hochspannungsdurchführung aus der tallkappe 4 vakuumdicht mit der Keramik verbunden deutschen Auslegeschrift 1 162 901 an sich bekannt, 50 ist, ist über ein isoliertes Kabel 5 mit einem entspreeinen von einer ersten, thermoplastischen Glimmer- chenden Pol einer äußeren Versorgungsquelle verplättchen-Isolierschicht umgebenen Leiter mit aus- bunden. Um in Richtung der eingezeichneten Pfeile härtbarem Gießharz zu versehen. verlaufende Luft-Überschläge zwischen der Metall-Auf Grund der abweichenden Ausdehnungskoeffi- kappe 4 und dem Pumprohr 6 und dem Rohrenfußzienten zwischen dem Material des Kunstharzmantels 55 boden 1 einerseits, sowie zwischen der Metallkappe 4 — der Ausdehnungskoeffizient von V 7 beträgt etwa und dem Röhrenfußboden 1 über Kriechstrecken an 250X 10 ~⁷ — und der Metall-Keramik-Anordnun- der Keramikoberfläche zu vermeiden, ist die gesamte gen, deren Ausdehnungskoeffizient etwa 50 X 10 ~⁷ Anordnung erfindungsgemäß mit einem V7-Schutzbeträgt, kann nur der erfindungsgemäße Einzelverguß mantel umgössen. Dieser besteht aus einer vorgeferder Durchführungen angewendet werden. Bei dem 60 tigten Hülse 7, die durch eine Vergußschicht 8 auf dadurch entstehenden Preß-Sitz treten nur Druck- dem Röhrenfußboden fixiert wurde und deren Innenspannungen an der Metall-Keramik-Lötung auf, je- raum 9 anschließend mit V 7 ausgegossen wurde, doch keine Zugspannungen. Der gesamte Fuß kann wobei den aus V7-Material bestehenden Teilen ein nicht vergossen werden, da sich sonst an der dem Anteil an Quarzmehl beigemischt ist. Da auch die Pumprohr zugekehrten Seite der Kunstharzmantel 65 Lot- oder Anquetschstelle zwischen dem isolierten von den Metall-Keramik-Durchführungen ablösen Kabel 5 und dem Durchführungsstift 3 in den V 7-würde. Hinzu käme noch eine die Durchführung be- Verguß mit einbezogen ist, sind auch von dieser Seite lastende Druckspannung nach innen. her keine Überschläge zu befürchten.

Bei Reparaturen kann der V7-Verguß mit Hilfe einer Spezialbeize leicht entfernt und in einem neuen Vergieße- und Ausheizvorgang wieder angebracht werden.

Wegen des relativ kleinen ε-Werts von V 7 liegt zwischen der Außenfläche der Hülse 7 und dem Pumprohr 6 eine wesentlich geringere Spannung als bei einer entsprechenden Keramikhülse, so daß auch keine schädlichen Korona-Entladungen zu befürchten sind. Eine entsprechend geformte Keramik-Buchse, welche seitlich entlang dem Durchführungsstift nach oben gezogen wäre, ist dagegen wegen der stärkeren Korona-Entladung und vor allem auch wegen der sich summierenden technologischen Schwierigkeiten zur Lösung der Aufgabe der Erfindung ungeeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Als Isolierkörper dienen dabei Keramikbuchsen, die Patentansprüche: auf einem Teilkreis in Bohrungen des Röhrenfußes auf der einen Seite vakuumdicht eingelötet und auf

1. Hochspannungsfester Röhrenfuß für Elek- der anderen Seite (atmosphärenseitig) über eine Metronenröhren, mit über Keramikhülsen gegen einen Stallkappe mit den Durchführungsstiften ebenfalls metallischen Röhrenfußboden isolierten und va- vakuumdicht verlötet sind. Koaxial zu diesem Teilkuumdicht durch diesen nach außen geführten kreis befindet sich meistens ein zum Evakuieren der Elektrodenanschlußstiften, wobei die Keramik- Röhre dienendes Pumprohr, sowie ein am Außenhülsen über eine Metallkappe mit den Elektro- umfang etwas hochgezogener Fußflansch, der gedenanschlußstiften verlötet sind, dadurch ge- ίο meinsam mit dem Röhrenfußboden die Gegenelekkennzeichnet, daß jeder Elektrodenan- trode zu den Durchführungen bildet. Die Durchschlußstift (2, 3, 4) einzeln mit einem Kunstharz- führungsstifte unterscheiden sich potentialmäßig im mantel luftspaltfrei umgössen ist, der aus einer allgemeinen nicht sehr, so daß sie alle gegenüber der Kunstharzhülse (7) und einem den verbleibenden Umgebung (Flansch, Pumprohr) hoch isoliert sein Innenraum (9) zwischen Kunstharzhülse (7) und 15 sollen. Normalerweise reicht eine Keramikbuchse als Elektrodenanschlußstift ausfüllenden Verguß be- Isolierung aus, besonders dann, wenn sie entspresteht, wobei die Kunstharzhülse (7) durch eine chend dimensioniert werden kann.
Vergußschicht (8) auf dem Röhrenfußboden (1) In manchen Fällen, insbesondere dann, wenn die fixiert ist. Betriebsspannung zwischen den Durchführungen und

2. Hochspannungsfester Röhrenfuß nach Pa- 20 der Umgebung sehr hoch ist (^ 10 kV) und außertentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem die Dimensionen bezügüch der Durchführungs-Kunstharzmantel aus einem Mehrkomponenten- längen und des Röhrenfußdurchmessers aus anderen Epoxydharz mit einem speziellen Flexibilisator Gründen stark eingeengt sind, kann die Forderung besteht, bei dessen Herstellung die Epoxydver- nach einer überschlagsicheren und koronafesten Isobindung mit wenigstens zwei Epoxydgruppen im 25 lation nicht allein durch eine komplizierte Keramik-Molekül, gegebenenfalls in Gegenwart von an sich formbüchse gelöst werden.

bekannten Beschleunigern, Füllstoffen und Oxy- Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, dations-Stabilisatoren mit sauren Estern aus für einen hochspannungsfesten Röhrenfuß der ein-Flexibilisierungsmitteln umgesetzt werden, wobei gangs erwähnten Art eine überschlagssichere und an sich bekannte saure Estern, die im Molekül 30 koronafeste Isolation anzugeben, die zugleich einfach wenigstens zwei — vorzugsweise drei oder im Aufbau und in der Herstellung ist. Die Aufgabe mehr — Carboxyd-Funktionen und als wesent- wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder liches Molekülelement aliphatische C-Ketten mit Elektrodenanschlußstift einzeln mit einem Kunstharzeiner Gliederzahl ^> 4 aufweisen, zusammen mit mantel luftspaltfrei umgössen ist, der aus einer Dicarbonsäure-Anhydriden mit den Epoxyd-Ver- 35 Kunstharzhülse und einem den verbleibenden Innenbindungen umgesetzt werden. raum zwischen Kunstharzhülse und Elektrodenan-

3. Hochspannungsfester Röhrenfuß nach An- schlußstift ausfüllenden Verguß besteht, wobei die sprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunstharzhülse durch eine Vergußschicht auf dem Epoxydharz Quarzmehl, vorzugsweise zu 50% Röhrenfußboden fixiert ist. Gemäß einer Weiterbilbeigemischt ist. 40 dung der Erfindung soll dabei der Kunstharzmantel

4. Verfahren zur Herstellung eines hochspan- aus einer Epoxydverbindung mit wenigstens 2 Eponungsfesten Röhrenfußes nach einem der An- xydgruppen im Molekül bestehen, die gegebenenfalls spräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart von an sich bekannten Beschleunigern, über die Elektrodenanschlußstifte (2, 3, 4) vorge- Füllstoffen und Oxidationsstabilisatoren unter Verfertigte Kunstharzhülsen (7) geschoben und durch 45 Wendung von sauren Estern als Flexibilisierungsmittel teilweises Ausgießen (8) des am Rand einige mm umgesetzt werden, wobei entsprechend der Lehre des hochgezogenen Röhrenfußbodens fixiert werden älteren Patents 1 520 769 an sich bekannte saure und daß anschließend die verbleibenden Zwi- Ester, die im Molekül 2 — vorzugsweise 3 oder schenräume (9) zwischen den Stiften (2, 3, 4) und mehr — Carboxydfunktionen und als wesentliches den Hülsen mit dem Kunstharz ausgegossen und 50 Molekülelement aliphatische C-Ketten mit einer ausgehärtet werden. Gliederzahl ^ 4 aufweisen, zusammen mit Dicarbonsäure-Anhydriden mit den Epoxydverbindungen umgesetzt werden. Diese speziellen Kunstharze, die nach

der Lehre des obengenannten Patents 1 520 769 und

55 insbesondere nach einem beliebigen der darin enthaltenen Ausführungsbeispiele aufgebaut sein können, werden im folgenden mit der bei der Herstellerin

Die Erfindung betrifft einen hochspannungsfesten üblichen Kurzbezeichnung V 7 abgekürzt.
Röhrenfuß für Elektronenröhren, mit über Keramik- Die relativ kleinen radialen Luftabstände zwischen

hülsen gegen einen metallischen Röhrenfußboden 60 den Durchführungsstiften und den als Gegenelektroisolierten und vakuumdicht durch diesen nach außen den dienenden Teilen des Röhrenfußes werden dabei geführten Elektrodenanschlußstiften, wobei die Ke- wegen der hohen Durchschlagfestigkeit des V 7 nur ramikhülsen über eine Metallkappe mit den Elek- zum Teil für das Vergießen benötigt, so daß eine trodenanschlußstiften verlötet sind. noch relativ große Luftstrecke übrigbleibt, die eine

Es ist beispielsweise von Wanderfeldröhren her 65 ausreichende Korona-Festigkeit garantiert. Wegen des bekannt, die den Röhrenfuß durchsetzenden Elek- viel kleineren ε ~ 3,5 von V 7 gegenüber Keramik trodenanschlußstifte nach der Metall-Keramik-Tech- (ε ~ 8) ist der Spannungsanteil innerhalb des V T-nik auf der metallischen Röhrenfußplatte zu isolieren. Mantels wesentlich größer als bei einer gleich dicken