DE1958394B2 - Magnetron und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

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lias eine Kurzschlußringanordnung aufweist, in der die Iviirzschlußringverbmclungen. in Schlitzen angeordnet sind, die in die Segmentspitze eingearbeitet, lind, z, B, in die Kante des Segments, das der Kathode zugewandt ist. Bei dieser Ausgestaltung sind Schlitze und Kurzschlußringverbindungen in der Nähe der Mitte zwischen dem unteren und dem oberen Teil des Segments angeordnet; dies wird als »Mitten-Kurzscliliißringverbindiing« bezeichnet, Während diese Verbindung die beste Kurzschlußringverbindung ergab, um das Magetron in einer einzigen Betriebsart zu betreiben, hat es sich herausgestellt, daß wesentliche Nachteile seine wirksame Anwendung ausgeschlossen haben. Wenigstens zwei Schwierigkeiten sind dabei aufgetreten. Erstens haben die in den Kurzschliißringverbindungen zirkulierenden Ströme, die die Spannung an abwechselnden Segmenten abgleichen sollen, ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das auf Grund der Nähe der Kathode störend auf die Arbeitsweise und die Leistung des Magnetrons wirkte. Zweitens sind die Elektronen, die aus der Katliode austreten, auf die Karzschlußringverbindungen aufgetroffen, wodurch letztere sehr stark ohmisch wurden bzw. vollständig geschmolzen sind, was wiederum die Arbeitsweise der Kurzschlußringverbindungen zerstört hat. Es ergab sich, daß das Magnetron ohne wirksame Kurzschlußringverbindung in unzureichender Weise gearbeitet hat, was dazu geführt hat, daß zuviel Strom von der Kathode abgezogen und das Magetron zerstört wurde.

Zwar war die Anordnung von Kurzschlußringverbindungen in Schlitzen auf Oberseite und Unterseite der Segmente nicht so wirksam wie erwünscht, sie Stellte aber trotzdem den besten praktischen Kompromiß dar. der vor Bekanntwerden der Erfindung vorlag, da damit weitgehend die Erzeugung elektromagnetischer Felder in unmittelbarer Nähe der Kathode vermieden worden ist und da auch die Kurzichlußringv erbindungen von dem Bereich entfernt wurden, in welchem sie dem Elektronenbeschuß ausgesetzt waren.

Um die Vorteile zu nutzen, die bei der Milten-Kurzschlußrir.gverbindung erzielt werden konnten, lind ohne die Nachteile des Elektronenbeschusses in Kauf nehmen zu müssen, wurde die sogenannte Lochsegment-Kurzschlußringverbindung entwickelt, die in der USA.-Patentschrift 3 076 122 beschrieben ist. Bei dieser Anordnung wurden abwechselnde Segmente· mit Löchern versehen, die in der Nähe der Mitte zwischen der Oberseite und der Unterseite des Segmentes und in der Nähe der Segmentspitze angeordnet wurden. Infolgedessen wurden die Teile der Kurzschlußringverbindung. die durch die Öffnungen im Segment geführt waren, gegen den Elektronenbc- »chuß durch die Scgnicntspit/e abgeschirmt. Zusatzlieh sind die anderen Teile der Kurzschlußringverbindungen, die zwischen den Segmenten verlaufen sind, im wesentlichen innerhalb des ResönafizliohlräUmes angeordnet der zwischen den beiden Segmenten ausgebildet ist. Da elektrische Felder, die normalerweise im Rcsonanzhohlraum aufgebaut Werden, so beschaff fen sind, daß ^ie das Eintreten von Bcschußelektroflcn sperren, ergaben diese Felder einen Schutz füf die Ktirzsclilußriligvcfbttldung, Wenn ferner die KaifzselilußriflgverbindUflgcn etwas innerhalb der Resönanzhohlräume angeordnet wareti, wurden die elektromagnetischen Felder, die voll Strömen erzeugt Wurden, die in den Ktirzschlüßringverbiiidungen flos' sen, gegen eine nachteilige Beeinflussung der Arbeitsweise der Kathode gesperrt,

Obgleich der Lachsegmentaufbau die Vorteile der Mitttn-Ktirzschlußringverbindung zeigt, hat er erhebliche wirtschaftliche Nachteile, pje anderen Verfahren zur Ktirzschlußringverbindung, die oben beschrieben und in den erwähnten Patentschriften dargestellt sind, ermöglichen eine einfache Art des Zusammenbaues, So sind Schlitze in den Segmentenden in der Weise ausgebildet, daß beim Zusammenbau der Anode die Kurzschlußringverbindungen einfach in die dafür vorgesehene Stelle eingeführt werden können. Bei der beschriebenen Lochsegmentkonstruktion jedoch muß jede Kurzschlußringverbindung zu Beginn in Form eines gespaltenen Ringes ausgebildet werden. Jedes Segment muß auf die Kurzschlußringverbindung von Hand aufgezogen werden. In den abwechselnden Segmenten, die Aussparungen aufweisen, weiche eventue'· oiit den Kurzschlußringverbindungen befestigt, z. B. vprlötet werden müssen, sind der Durchmesser des Querschnittes der Kurzschlußringverbindung und der Durchmesser der Aussparung im wesentlichen die gleichen. Die Aussparung, z. B. das Loch durch das Segment, ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, während die Kurzschlußringverbindung etwa kreisförmig ist. Beim Aufziehen der verschiedenen Segmente auf die Kurzschlußringverbindung wird somit wirksam versucht, einen kreisförmig gebogenen Körper mit kreisförmigem Querschnitt durch eine zylindrische Bohrung etwa gleichen Durchmessers wie dem Querschnitt des Körpers zu führen. Dies bewirkt, daß die beiden Enden der zylindrischen Bohrung sich mit Teilen der kreisförmigen Kurzschlußringverbindung verhaken oder verbinden. Eine derartige Verbindung zwischen den Elementen macht einen Zusammenbau extrem schwierig. Das Segment muß sorgfältig in die gewünschte Endlage längs der Kurzschlußringverbindung verschoben werden, damit eine unzulässige Verbiegung oder Störung der Form der Kurzschlußringverbindung vermieden wird. Dies ist sehr schwierig und zeilraubend und somit sehr aufwendig.

Ziel der Erfindung ist es, ein Magnetron zu schaffen, das die elektrischen Vorteile der Segmentbauweise mit Mitten-Kurzschlußringvcrbindung mit den Vorteilen des einfachen und raschen Zusammenbaues kombiniert und damit eine Massenherstellung ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einum Magnetron der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß in den Anodensegmenten radialgerichlcte Schlitze vorgesehen sind, die die Atssparungcn für die Kurzschlußringc mit den der Kathode des Magnetrons zugewandten Slirnkantcn der Anoden.segmcntc verbinden, und daß die Schlitze schmaler als die größeren Aussparungen sind und mindestens die Breite der Kurzschlußringe aufweisen. Vorzugsweise entspricht die Breite der Aussparungen tn den Anodensegmenlen an der! Berührungsställen der Kurzschluß' ringe mit den Anodensegmenten und die Breite der zugehörigen Schlitze der axialen Ausdehnung der Kurzschlußringe, und die Ktifzschlußfinge weisen au den Beruhrungsstcllen mit den Anodensegmenten ra^· dial nach innen gerichtete Ansätze auf, deren Ab^ messungen denen der zugehörigen Schlitze entsprechen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kurzschlußringe an ihren Bcrühfuiigsstellen mit

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den. Änödenscigriienlen am Außenumfangjeweils eine Fig. 1 zeigt eine" scliemätische* Aufsicht auf ein

Einkerbung aüf_f deren Breite der Stärke tief Ähodön- Segmefit-KtifzsGiiktfirihg^yagneiron, bei cteni der

Segmente an dieser Stelle entspricht Anodcnäüfbati der Rädbäüärt nach der ßrfindüng

Gegenstand der Erfindung ist ferner eift Verfahren sichtbar ist. Die" Anode 1 ist hierbei Von oben gese-

ziir Herstellung eines Magnetrons def genannten Aftj 5 hen im Schnitt gezeigte Sie weist eifidfi Hohl;2yiinder

nach welchem* zunächst die" Kürzschhißfirige iri einer älls elektrisch leitendem Material auf.- Mit der ih'iie-

Hilfseitinciilüng Ui gegensei tigern endgültigem Ab¹ fen zylindrischerj Wändfläche der Anode" sind eine

stand gehältöft werden, dähß die Anödefiseginente Anzahl gleichmäßig versetzter Segtfierites ή B, die;

auf die KUrzsehlüßririge- geschobeni ihr endgültiger acht Segmente-I₁ 2₍ 4> 5*,· 6< 7 8 und: 9 befestigt Und

Absland eingestellt und die Kurzschliißringe mit den io stehen von dieser inneren zylindrischen Wandfläche

Anodensegmenlen an den BefUhrungsstellen befestigt nach innen vor. Die Segmente sind rechteck form ig

werden und schließlich die Anodensegmente mit der ausgebildet und bestehen aus elektrisch leitendem

zylindrischen Wandung verbunden werden. In der Material, ?. B. aus Kupfer oder Kupferlegierungen.

Praxis werden zweckmäßigerweise Spannglicder ver- Jedes der Segmente steht, wie in Fig. I gezeigt, von

wendet, um die KurzschluCringe in ihrer"gegenseiti- 15 der Anodenwandung in einem vorbestimmten Ab-

gen Absiandsslellung zu halten und um die Segmente stand von einer zylindrischen Kathode 10 vor. die in

in die Fndslellung Γη bezug auf die Kurzschlußringe der Mitte der zylindrischen Anode angeordnet ist

zu verschieben. Die Befestigung der Kurzschlußringe Die Abstände zwischen benachbarten Segmenten bil-

mit den Segmenten und der durch Kurzschlußringe den acht identische Resonanzhohlrätime 12, deren je-

verbundenen Segmente mit der äußeren zylindrischen io der bei der Frequenz in Resonanz kommt, für die das

Wandung wird durch Überziehen wenigstens der mit- Magnetron zur Erzeugung von Hochfrequenzenergie

einander"zu verbindenden Flächen mittels einer Le- ausgelegt ist. Zusätzlich wird der Ringraum, der die

gierung. die einen Lötvorgang vor dem Zusammen- Kathode 10 /wischen den Spitzen der Segmente 2 bis

bau ergibt, und durch Erhitzen der zusammengebau- ? und der Oberfläche der Kathode 10 umgibt, als

ten Elemente auf I.öltemperatur befestigt. Beide Ver- 25 Wechsevwirkungsraum bezeichnet. Eine Auskopp-

fahrensschritte werden vorzugsweise gleichzeitig aus- lungsvorrihtung 14 dient in F i g. I mm Auskoppeln

geführt, obgleich auch zwei" getrennte Lotvorgänge von Mikrowcllenenergie aus dem Magnetron,

vorgenommen werden können. Es hat sich herausge- Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

stelH. daß gute Lötergehnisse erzielt werden, wenn dung weist das Magnetron zwei elektrisch leitende

die Oberflächen mit Gold und Kupfer überzogen 3° Ringe 15 und 16. sogenannte K.urzsclilußringe. auf.

werden. deren einer über dem anderen angeordnet ist, wie

Bei einer Ausführungsform mit zwei Kurzschluß- beispielsweise in F i g. 2 gezeigt. In F i c. 1 ist jedoch ringen wird die Segmentanordnung in Radbauart nur der obere Kurzschlußring 16 sichtbar. Der Kurznach dem erfindungsgemäßen Verfahren einfach da- schlußring 16 ist mit jedem zweiten Segment verbundurch zusammengebaut, daß die Kurzschlußringe in 35 den, die willkürlich die ungeradzahligen Segmente einem Abstand gehalten werden, der gleich dem"Ab- 3. 5. 7 und 9 sein können. Somit ist der Kurzschlußstand zwischen den beiden Schlitzen in jedem Seg- ring 16 räumlich mit Sätzen von abwechslcnden Segment ist. und daß die Segmente auf die Kurzschluß- menten verbunden, so daß er diese Segmente elekringe aufgebracht werden", wobei ein Teil der Kurz- trisch miteinander verbindet. Er berührt jedoch nicht Scliiußringe durch den einen Verbindungsschlitz zu 40 die dazwischenliegenden Segmente, die die zwischen einer Endstelle innerhalb der größeren öffnung ge- den abwechselnden Segmenten sind. d.h. die gerad· langt, während der zweite Kurzschlußring vollständig zahligen Segmente 2. 4. 6 und 8. Zur besseren Erläuin den anderen Ring konstanter Breite"eingedrückt terung dieser Anordnung ist ein Teil zweier benachwird, bis er an der Rückseite, d. h. am geschlossenen barter Segmente, nämlich der Segmente 3 und 4 her-Ende anliegt. 45 ausgebrochen dargestellt, damit der darunterliegende

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung TeiT des Kurzschlußringes 16 frei liegt, wobei die un-

mit der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispie- regelmäßigen Flächen der Schnitte mit 19 und 20 be-

len erläutert. " " zeichnet sind. Der Kurzschlußring 16 ist ein r.:<gför-

Es zeigt miges. beilagenförmiges Bauteil aus elektrisch leiten-

F i g. Teine schematische Aufsicht auf ein Magne- 50 dem Material. Mit anderen Worten sieht vorliegende

tron mit Segment-Kufzschlußririgänofdnüng nach ^% Erfindung die Verwendung dünner, flachen ringför-

vorliegender Erfindung. iniger Kurzschlußringe vor, wie in den F i g. 3 a und

F i g. 2 eine Querschnittsansicht der Ausführungs- 3 b dargestellt. Diese Teile des Kurzschlußringes If

form nach Fig. 1 längs der Linie A-A der Fig. 1, ~ wie auch des Kurzschlußringes 15. die in einen

F i g. 3 a und 3 b in Aufsicht bzw. im Querschnitt 55 Schlitz untergebracht sind, damit ein Kontakt mii

einen der Kurzschlußringe der bevorzugten Ausfüh- einem Segment, z. B. dem Segment 3 hergestellt wird

rungsform der Erfindung. weisen einen in radialer Richtung nach innen vorste

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Segments eines henden Teil 17 auf, der den Schlitz im Segment aus

Magnetrons der Radbauart nach vorliegender Eifin- füllt, sowie eine kleine Einkerbung 18 am äußerer

dung, 60 Umfang, durch die der Kurzschlußring im Segmen

F ί g. 5. 5 b und 5 c Seitenansichten der Segmente, verankert wird. Beispielsweise steht der Kurzschluß

die die Kurzschlußringe im Schnitt zeigen, während ring 16 in direktem, mechanischem Kontakt mit den

Fig. 5d teilweise im Schnitt einen Ausschnitt aus Segment 3. Jedoch hat das benachbarte Segment *

Fig. 5c wiedergabt keinen direkten körperlichen Kontakt mit dem Kurz

Fig. 6. 7, 8 a. 8 b und 9 die verschiedenen Schritte 65 schlußring 16, da der Kurzschlußring durch erne ver

beim Zusammenbau der Anordnung aus den voraus- hältnismäßig größere Aussparung 22 in einem Ab

sehenden Figuren nach dem erfindungsgemäßen Ver- stand mit gleicher Breite über den gesamten Kurz

fahren. schlußrins läuft.

Die Seitenansicht nach I-" i ti. 2 ist (iin Querschnitt des Magnetrons nach Fig. I längs tier Linie A -A der Fig. I. Diese Darstellung gibt eine volle Seitenansicht der beiden Segmente 3 und 7, die von der inneren WandfÜl'ihe der zylindrischen Anode 1 aufgenommen werden, Pie Kathode IO ist zenlrisch zwischen den beiden Segmcntspilzen 43 angeordnet. Zur besseren Diiislcllung sind die kleinen Teile der Segmente 4. S und 6 und die Kanten der Kurzschlußriiigc 15 und 16. die in Γ i g. 2 eigentlich sichtbar sein sollten, weggelassen wurden. Die gestrichelte I inie 19' stellt die Fläche des Segmentes 3 dar. längs welchem ein Teil des Segmentes in Fig. 1 ausgespart ist. damit eine Darstellung des Teils des oberen Kurzschlußringes 16 moglieh ist. der im Schiit? 24 aufgenommen wird, wie Fig. 2 zeigt

Die Kur7scMußringc 15 und 16 sind in vertikaler Richtung um einen bestimmten Abstand versetzt und in Schütze und Aussparungen eingesetzt, die in den Anodensegmenten ausgebildet sind. Während der Kurzschlußring 16 abwechselnde Segmente, d. h. die ungeradzahligen Segmente 3. 5. 7 und 9 miteinander verbindet, stellt der Kurzschlußring 15 eine Verbindung der übrigen, dazwischen angeordneten geradzahligen Segmente 2. 4. 6 und 8 miteinander her. Jedes Segment weist zwei Schlitze auf. deren einer ein nach ί jßen sich fortsetzendes Längsstück besif/i. das eine Aussparung 22 durch das Segment bildet, während der andere eine schlitzförmige Aussparung 24 ist. die so ausgelegt ist. daß ein Kurzschlußring genau eingesetzt werden kann, so daß ein Kontaktdurchgang entsteht. Der Schlitz mit sich fortsetzender, vergrößerter Länge kann als aus zwei Aussparungen bestehend angesehen werden, wobei die Aussparungen die größere Aussparung 22 im Segment 4 (Fig. 4) und im Segment 3 (Fig. 2) sind, wenn die geradzahligen Segmente die größere Öffnung in ihrer oberen Schlitzanordnung besitzen, während die Schlitze der gleichen Breite üher ihre ganze Länge oberhalb der Aussparung 22 in den ungeradzahligen Segmenten vorgesehen sind. Die Aussparungen, die durch die sich fortsetzenden. \ergrößerten Längen der Schlitze gebildet werden, haben einen Querschnitt, der größer ist als der Querschnitt der Kurzschlußringe 15 und 16. so daß die Kurzschlußringe ohne körperlichen Kontakt mit irgendeinem Teil der Segmente hindurchgeführt werden können. Die Aussparungen 22 sind Fortsetzungen von kurzen Schlitzen 28, die sich von der Segmentspitze 43, welche der Kathode 10 zugewandt ist. in den größeren Fortsatz, der die Aussparungen 22 bildet, erstrecken, sie werden die kontaktfreien Schlitze genannt. Die kürzeren Verbindungsschlitze 28 haben eine Höhe, die ausreicht, damit während des Zusammenbaues ein Kurzschlußring 15 oder 16 hindurchgeführt werden kann.

Die Segmente sind zueinander im Winkel sternförmig versetzt angeordnet, so daß jeder der konzentrischen Kurzschlußringe 15 und 16 in den kontaktgebenden Durchgang in einem Segment paßt und durch den nicht kontaktgebenden Durchgang in den benachbarten Segmenten ohne Kontakt hindurchgeht Jeder KurzschJußring verbindet somit nur einen unterschiedlichen Satz, nämlich, die geradzahligen oder die ungeradzahligen Segmente elektrisch miteinander und wird räumlich nur von einem unterschiedlichen Satz aufgenommen.

Ferner ist die Beziehung zwischen den Abmessungen des Schlitzdurchganges in dem nicht kontaktgebender! Düfchgaiigj t, B. der Schlitz 28< und der Querschnitt de? Ktirzschfußririges, z\ & des KtIfZ-schiußi'ihges 15j VOrziigsWeise' sd äUSgcTegl, daß die Lunge' des Teiles des Durchgangeis wenigstens ddp* ί fielt so groß 1st Wie die Höhe, cL Ii₁ die Breite; des Schlitzes, Wahrend diese Breite theoretisch ein GeTm-g'e's größer als ciie Dh&edes KüTzschtußriiiges ist.

Fin vriilsiäruirges Magnetron weist zahlreiche" andere t lemenle. z. B. das geschlossene Gehä'jse. Verbindungcn zur Finspeisung von Spannungen und Slnimen an die Anode und Kathode, einen Heizfaden. Passungen. Permanentmagneten oder andere Magneten. Magnetpolstücke usw. auf. Diese zusätzlichen Flcmenlc sind jedoch alle herkömmlicher Art lind deshalb wäre ihre Beschreibung für das Verständnis vorliegender Erfindung nicht von Nutzen. Deshalb sind derartige Teile auch nicht dargestellt.

F i g. 3 a zeigt zusammen mit F i g. 3 b. die ein Schnitt nach 1 ig. 3a längs der Linie/?*/? ist. die räumliche Ausbildung der Kurzschlußringe. wie sie in dem Ausführungsbcispicl nach vorliegender Erfindung verwendet worden. Ein Kurzschlußring 15 oder 16 stellt ein verhältnismäßig dünnes, flaches, beilagenähnliches Element, d. h. einen Ring aus stromleitendem Material dar. Fs sind eine Anzahl von nach innen gerichteten Ansätzen 17 vorgesehen, die in ihrer Anzahl gleich der Anzahl von Segmenten sind, mit denen der Kurzschlußnng elektrisch verbunden werden soll, und deren Anzahl somit gleich der Hälfte der Gesamtzahl von Segmenten in der Anodenanordnung ist. Diese Ansätze 17 sind so dimensioniert, daß Sie den Raum ausfüllen, der in den kontaktgehenden Durchgängen in den Segmenten ausgebildet ist. Wie

in Fig. 2 gezeigt, füllt der Kurzschlußring 16 mit den Ansätzen 17 den Schlitz 24 in den Segmenten 3 und 7 vollständig aus. und dies aiii auch für die Segmente 5 und 9.

In der gleichen Winkelstellung um einen Kurz-

schlußring, an welchem Ansätze 17 vorgesehen sind, sind klefne Einkerbungen hzw. Aussparungen IS längs des äußeren Umfange* eines Kurzschlußringes 15 oder 16 vorgesehen. Diese Aussparungen tragen dazu bei. daß beim Zusammenbau von Kurzschlußringen und Segmenten eine Selbstausrichtung erfolgt. Dies bedeutetdaß die Rückseite der Aussparung mit c'er vorderen Wandung des das geschlossene Ende eines Schlitzes 24 bildenden Segmentes zusammenwirkt, Λvährend die beiden Seitenkanten der Ausspa-

rung mit den Seitenwandungen des Segmentes zusammenwirken. Dieses Zusammenwirken, durch das jede Aussparung 34 einen Segmentteil in der Nähe des geschlossenen Endes eines Schlitzes 24 aufnimmt, verhindert eine seitliche Bewegung zwischen einem Segment und einem Kurzschiußring während des Zusammenbauens.

Wie in F i g. 3 b gezeigt, ist der KurzscWußring verhältnismäßig dünn. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Breite 36 des Querschnittes des Kurzschlußringes etwa gleich oder größer als die doppelte Höhe, d.h. die !Dicke 38 ist. Im Idealfall ist der Kurzschlußring so dünn wie möglich.

Fig.4 ist eine Seitenansicht eines einzigen Anödensegmentes gemäß der Erfindung, die eines der

geradzahligen Segmente, z.B. das Segment4 darstellt, welches einen Schlitz 28 mit einer Fortsetzung, d.h. der relativ größeren Aussparung 22 oberhalb des Schlitzes 24 aufweist der die relativ kleinere

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Aussparung ausbildet, damit zwei Kiirzschtußfinge' in wirksam zur Vermeidung einer Schwingbereichändeder* in Verbindung mit den Fig. 1 Und 2 dafgestell- rung wie die Konstruktion nach Fig. 5 b. Diese Anteri und beschriebenen Weise" aufgenommen Werden. Ordnung hat jedoch nicht die Nachteile der Kon-Die nicht kontaklgebende Aussparung weist die" fela^j struktion nach F i g. 5 b, da die Kilrzschlußringe tiv größere Aussparung 22 im Abstand von der Seg- 3 nicht direkt Elektronen ausgesetzt sind, die aus der ftiefftspilze 43, jedoch ihr benachbart auf. Die" Aus- Kathode austreten, und keine wesentlichen Felder er* späfung ist sowohl ίίϊ bezug auf die" Breite als auf die zeugen, die die Arbeitsweise der Kathode störend beHöhe größer als die entsprechenden Dimensionen einflussen, was, wie oben ausgeführt, einen der Wedes Querschnittes eines Kurzsehlußringes. der geslri- seitlichen Nachteile der Mittenverbindungsaiiordchelt angedeutet ist, und der durch den Durchgang io n'iing darstellt.

ohne Berührung des Segmentes in zusammengebau- F i g. 5 h stellt die Segmenlkantenanordnung oder lern Zustand hindurchgeführt ist. Die Proportionen Mitlenverbindungsanordnung dar. bei der Kur/-sind so gewählt, daß die relativ größeren Aussparun- schlußringe 61 und 62 in Schlitzen unterschiedlicher gen 22 rechteckformige Gestalt hahen und daß an al- Breite in der Segmentspitzenkante 43 eines Segincnlen vier Seiten ein gleich großer Abstand ^wischen 15 tes 64 angeordnet sind Die Kurzschlußrinye 61 und einem ringförmigen Kurzschlußring und einem Seg- 62 werden Elektronen ausgesetzt, die aus der Kathoment. durch das der Kurzschlußring ohne Berührung de gegen die Segmentkante 43 gelangen,
hindurchgeführt wird, steht. Der berührungsfreie F i g. 5 c zeigt im Querschnitt die Lochsegmenlan-Schlitz weist somit den zweiten Verhindungsschlilz Ordnung, d. h. die Mittcnverhindungsanordnung mit 28 auf, der einen Durchgang zwischen der Segment- 20 Kurzschlußringen 65 und 66, die sich durch Löcher spitze 43 und der Aussparung 22 zum Einsetzen des in einem Segment 67 erstrecken. Ein Loch 68 ist Kurzsehlußringes von der Segmentspitze durch den groß genug, daß ein Kontakt mit dem Kurzschluß-Schlitz 28 und in eine Fndstellung innerhalb der ring 65 vermieden wird, der sirh durch das Loch entAussparung 22 ergibt. Wie oben erwähn;, ist die sprechend -^en Bedingungen der Verbindung abwech-Länge der Aussparung 22 vorzugsweise wenigstens 25 selnder Segmente erstreckt. Das Material zwischen doppelt so groß wie die Höhe, und zwar in (Herein- den Kurzschlußringen und der Kante 43 des Segmenstimmung mit den Proportionen des Querschnittes _tes 67 schützt die Kurzschlußringe vor Elektronen, eines Kurzsehlußringes. Zusätzlich ist die Höhe des die aus der Kathode austreten und auf die Segment-Schlitzes 28. d. h. die Breite des Verbindungsschiit- spitze 43 fliegen. Ferner sind die Kurzschlußringe 65 zes. gerade so groß gewählt, daß ein Kurzschlußring 30 und 66 in einem Anstand von der Scgmenlkante 43 während des Zusammenbaues hindurchgeführi wer- angeordnet und erzeugen infolgedessen" keine wesentden kann. liehen Felder, die die Arbeitsweise der Kathode stö-Der kontaktgenende Durchgang ist in Fig. 4 als rend beeinflussen. Der Nachteil dieser Konstruktion schlitzförmige, d. h relativ kleinere Aussparung 24 besteht im wesentlichen in der Schwierigkeit des Zugezeigi. Dieser Schlitz verläuft von der Segmentspilze 35 sammenbaues, die die Kosten für den Zusammenbau

23 zurück in das Segment bis zu einer vorbestimmten erheblich vergrößern, wie s^;ch aus den nachstehen-Tiefe, die kleiner ist als die der Aussparung 22. je- den Erläuterungen ergibt.

doch größer als die der Schlitzlänge 28. Im wesentli- Fig. 5d stellt bildhaft die Schwierigkeiten dar, die chen ist der Abstand von der Segmentspitze 43 zum beim Zusammenbau der Lochsegmentanordnung mit geschlossenen Ende des Schlitze? 24 gleich dem Ab- 40 Mittenverbindung bekannter Art auftreten. In dieser stand von der Segmentspitze 43 zum äußeren I'm- Fig. 5d ist ein vergrößerter Querschnitt des Segfang, d. h. dem größeren Durchmesser, eines Kurz- mentes 67 um den Teil der Kurzschlußringlänge, die schlußringes. der in gestrichelten Linien angedeutet das Segment berührt, z. B. Kurzschlußring 66 in ist. wenn der Kurzschlußring seine geeignete Endstel- Fig. 5c, dargestellt. Jeder Kurzschlußring in Fig. lung einnimmt, in der er von kontaktgebenden Schiit- 45 5 c weist in der Praxis die Form eines gespaltenen zen 24 in den beiden benachbarten Segmenten abge- Ringes auf. d. h. eines Ringes, der aufgeschnitten und stützt wird. Die Höhe. d. h. die Breite des Schlitzes leicht auseinandergespreizfist, ähnlich einem Ketten-

24 konstanter Größe über die gesamte Länge, ist ge- gelenk. Die Segmente werden auf den Kurzschlußrinfiügend groß, damit der Kurzschlußring eingesetzt _:, gea einzeln aufgedrückt und der Kurzschlußring wird iverden kann und in ihm genau eingepaßt ist. 50 wieder geschlossen. Somit ist der Durchgang oder das

Zum Vergleich sind schematische Darstellungen Loch 70 im Segment 67, das das Loch ist, durch das

von bekannten Verfahren zur Segmentverbindung in der Kurzschlußring 66 nach F i g. 5 c hindurchge-

den F i g. 5 a. 5 b und 5 c gezeigt. F i g. 5 a zeigt im führt wird, Ln Querschnitt rechteckförmig. da er im

Querschnitt eine Doppelverbindungsanordnung mit wesentlichen die Form eines Zylinders besitzt. Im

einem Kurzschlußringpaar an der oberen Kante und 55 Gegensatz hierzu hat der Kurzschlußring 66 die

einem weiteren Kurzschlußringpaar an der unteren Form eines kreisförmigen Ringes mit kreisförmigem

Kante des Segmentes. Dabei ist ein erstes Kurz- Querschnitt. Wenn das Segment 67 somit auf den

schlußrinapaar 51. 52 und ein zweites Kurzschluß- Kurzschlußring 66 aufgedrückt wird, tritt an den

ringpaar 53, 54 vorgesehen, die in Schlitzen in den Stellen 71 und 72 auf Grund des Reibeingriffes eine

Segmenten angeordnet sind, deren einer b^reiter air» 5ö Klemmwirkung auf, die durch die unterschiedliche

der andere ist und die auf der oberen Kante 55 und geometrische Ausbildung eines geraden Loches und

der unteren Kante 56 eines Segmentes 57 von der eines Kreisringes bedingt ist Jedes Segment muß.

Sesmentspitze 43 wes angeordnet sind. Dies ist die wenn es auf den Kurzschlußring t»5 aufgedrückt

Anordnung, die als Kompromiß nahezu ausnahmslos wird, sorgfältig und langsam in die richtige Stellung

verwendet wird. Da die Kurzschlußringe 51, 52, 53 65 gebracht werden, damit ein mechanisches Verbiegen

und 54 entfernt von der Mitte des Segmentes und oder Zerstören der Form des Kurzsehlußringes 66

von der Segmentspitze 43 angeordnet sind, ist die vermieden wird. Diese Schwierigkeit ist gegeben.

Doppelverbindungsanordnung nach F i g. 5 a nicht so wenn ein Segment auf den Kurzschlußring aufge-

²²²⁴ iy ε

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drückt wir.l. und sie nimmt mit d:r Anzahl von zu- richtet ist. Jeder der sehmalen Schlitze ist auch mit

sammen/ubauenden Segmenten zu. einem vorstehenden Teil 17 eines jeden Kurzschluß-

Vorliegende Erfindung vereinigt die elektrischen ringes ausgerichtet und nimmt diesen Teil auf.

Vorteile der Konstruktion mit Mittenverbindung und Es können alle Segmente gleichzeuig oder eines

Lochverbindung nach Fig. 5c mit dem einfachen 5 nach dem anderen in beliebiger Reihenfolge von

Zusammenbau, der mit der Schlitzkonstruküon mit Flattd oder automatisch in ihre Stellung gebracht

Mitten verbindung, wie in Fig. 5 b dargestellt, mög- werden.

lieh ist, wie sich auf der nachfolgenden Beschreibung Im Anschluß daran wird die Beilage 81 entfernt,

«ines bevorzugten Verfahrens /um Zusammenbau er- Die Abstandshalter 78 und 79 können während die-

gibt. Man hat festgestellt, daß das begrenzte Freile- io ses Schrittes oder noch vor diesem Schritt entfernt

gen der Kurzschlußringe 15 und 16 nach den F i g. I werden, aber vorzugsweise nicht ehe wenigstens zwei

eis ?>. das durch die verbindenden, kurzen Schlitze. Segmente, zweckmäßigerweise zwei einander diame-

Wie z.B. Schlitz. 28 in Fig. 2, möglich bleibt, keine tral gegenüberliegende Segmente, in ihre vorgeschrie-

fcrnsthafien Schwierigkeiten mit sich gebracht hat, so bene Stellung gebracht worden sind, so daß iic im

daß keine Notwendigkeit besteht, diese Schlitze ge- 15 Anschluß daran die Funktion der Beilagen überneh-

gen die Kathode 10 zu schließen men können.

Nachstehend wird auf das erfindungsgemäße Ver- Die Fig. 8a und 8h zeigen die räumliche Bezie-

fahren zum Zusammenbau der Teile Bezug genom- hung und die Ausgestaltung der Flemente eines Tci-

men, das vorzugsweise Spannvorrichtungen verweil- les der Anordnung während der vorbeschriebenen

del. Wie in Fig. ft gezeigt, sind die Kurzschlußringe 20 Schritte. F i g. 8 a ist eine Schnitlansicht des längsge-

15 und 16 auf einem längsgenuleten Stab 77. der nuteten Stabes 77 von oben, die Segmente 3 i.nd 4

einen teil einer Spannvorrichtung darstellt, aufge- sind in ihrer F.ndstellung (schematisch durch geslri-

sctzt. Die Längsnuien sind in dieser Figur nicht sieht- dielte Linien angedeutet) gezeigt, damit der vollstän-

bar. Die Aussparungen, d h die Liingsnuten in dem dige Kurzsc'ilußring 16 sichtbar wird. Fig. 8 b ist

längsgenuteten Stab" entsprechen in ihrer Zahl der 25 eine Schnittseitenansicht der FJemenle nach F i g. 8

doppelten Anzahl von verstehenden Teilen 17 auf und zeigt zusätzlich den oberen und den unteren

einem Kurzschlußnrg, und infolgedessen ist ihre An- Kurzschlußring 16 und 15.

zahl gleich der Zahl von Segmenten. Die Kurzschluß- Nach dem Zusammenbau aller Segmente und nach

ringe sind über Abstandshalter 78 und 79 voneinan- dem Entfernen der Abstandshalter 78 und 79 wird

der versetzt gehalten: dabei ruhen die Abstandshalter 30 die äußere Anodenwand 1 in die richtige Stellung

auf dem Boden 80 der Spannvorrichtung, durch den eingesetzt und kommt vorzugsweise in Reibeingriff

hindurch der langsgenutete Stab 77 eingesetzt wird. mit den rückseitigen Enden der Segmente, wie in

Die Abstandshalter 78 und 79 werden von der Seite F i g. 7 gezeigt ist; dort ist die Anodenwandung 1 mit

eingeführt, d. h. durch eine radiale, nach innen ge- gestrichelten Linien angedeutet,

richtete Bewegung. Der untere Kurzschlußring 15 ist 35 F i g. 9 zeigt, daß ein längsgenuteter, zentrischer

in eine Aussparung bzw. einen Schlitz eingesetzt und Stöpsel 90 an die Stel¹* des längsgenuteten Stabes 77

paßt genau in diese Aussparung. Der obere Kurz- eingeführt und dadurch der Stab 77 aus der Anord-

schlußring 16 liegt auf der Oberseite der Abstands- nung herausgedrückt wird. Da der Stöpsel 90 die

halter 78 und 79 auf. Die oberen und unteren Kurz- gleiche Abstandsfunktion wie der Stab 77 ausführt,

schlußringe sind im Winkel zueinander um den Stab 40 ist er in seinem äußeren Durchmesser e*was breiter

77 so versetzt, daß die vorstehenden Teile 17 eines als der Stab 77 und übt infolgedessen eine Kraft auf

Kurzschlußringes mit dem Abstand zwischen zwei die Segmentkanten aus. die radial und nach außen,

vorstehenden Teilen 17 des anderen Kurzschlußrin- d. h. auf die zylindrische Anodenvvand 1 zu gerichtet

: ges ausgerichtet sind. Fin heilagenförmiger Klemm- ist. Dies bewirkt, daß die rückseitige Kante aller Seg-

: bauteil 81 ist über die Oberseite des Stabes 77 gesetzt 45 mente. z. B. der Segmente 3 und 7, gegen die An-

und hält den oberen Kurzschlußring 16 auf der odenwand gedruckt wird. Demgemäß werden d^: ·

Oberseite der Abstandshalter an seiner Stelle. rückseitigen" Kanten so ausgebildet, daß sie mit der

Beim nächsten Verfahrensschritt nach F i g. 7 wer- Rückwand der Anode durch Lot- oder Schweißver-

den die Segmente. z. B. die Segmente 3 und 7. die als bindung befestigt werden.

Beispiel in der Darstellung nach F i $.. 7 ausgewählt 50 Tn Zusammenhang mit dem Lötvorgang zur Versind, damit eine Übereinstimmung mit der F i g. 2 ge- bindung der Kurzschlußringe und Segmente sei noch geben ist, von der Seite durch eine radiale, nach in- auf folgendes hingewiesen. Normalerweise haben die nen gerichtete Bewegung eingesetzt. Das heißt, daß Schlitze oder verhältnismäßig schmalen Öffnungen in \ sie längs des Bodens 80 der Spannvorrichtung ver- den Segmenten, die die Kurzschlußringe aufnehmen ; schoben werden können und auf die Kurzschlußringe 55 und mit ihnen Kontakt geben. Dimensionstoleranzen, ; 15 und 16, die noch von den Abstandshaltern in ihren die zwischen sich einen Schlupfsitz oder einen Edelrichtigen Stellungen gehalten werden, gedrückt wer- gleitsitz ermöglichen. Stücke oder Drähte aus Kup-ϊ den, so daß die Kurzschlußringe in die Schlitze in je- fer-Gold-Lötlegierung, die als Löthaken bezeichnet * dem Segment gelangen. Jedes Segment wird weiterge- werden, werden gegen die Verbindungsstelle eines 's drückt, bis die Segmentkante an der Rückseite des 60 Kurzschlußringes und eines Segmentes gesetzt und Schlitzes oder der Längsnut im Stab 77 anliegt, wie ergeben eine Verbindung zwischen Segmenten und ' in Fig.8 in Zusammenhang mit den Segmenten3 Kurzschlußringen, wenn sie auf die entsprechenden g und 4 (gestrichelt dargestellt) angedeutet ist. Die Seg- Löttemperaturen erhitzt werden. Es kann aber auch f~- mente werden mit den Kurzschlußringen so zusam- statt dessen ein anderes Verfahren verwendet w-ir- "Ϋ , mengebaut, daß der gesamte enge Schlitz in einem 65 den. Hierbei kann der Kurzschlußring, der vorzuss-F^ »fbgmeni kreisförmig mit den verhältnismäßig weite- weise aus einer Kupfer-Nickel-Legierung besteht mit '<f ren Öffnungen oder der Fortsetzung von Schlitzen einem dünnen Goldüberzog versehen werden, um If auf jedem der beiden benachbarten Segmente ausge- den herum ein dünner Kupferüberzus vorgesehen ist

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Der so überzogene Kurzschlußring wird vor dem Aufheizen in den Schlitz eingesetzt. In diesem Fall wird die Verbindung zwischen den Segmenten und den Kurzschlußringen einfach dadurch ausgebildet, daß wenigstens die kontaktgebenden Flächen der

Kurzschiußringe vorgalvanisiert werden, daß Kurzschlußringe in der oben angegebenen Weise den Segmenten, zusammengebaut werden und die gesamte Anordnung auf die entsprechende temperatur aufgeheizt wird,

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Magnetron der Radbauart, deren von einer zylindrischen Wandung in radialer Richtung nach innen ragende Anodensegrnente in Form von radial und axial gerichteten Fahnen von mindestens zwei Kurzschlußringen (Straps) an Stellen durchdrangen sind, die einen vorgegebenen Abstand von den der Kathode des Magnetrons zugewandten Stirnkanten der Anodensegmente aufweisen und etwa in der Mitte der axialen Ausdehnung der Anodensegmente liegen, von denen ein Ring nur mit allen geradzahligen Anodensegmenten und der andere Ring nur mit allen ungeradzahligen Anodensegmenten dadurch galvanisch verbundcn ist. daß die Aussparungen für die Kurzschlußringe in i.en Anodensegmenten derart unterschiedlich groß ausgebildet sind, daß die Kurzschlußringe die Anodensegmente abwechselnd berühren und nicht berühren, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anodensegmenten (2 bis 9) radial gerichtete Schlitze (28) vorgesehen sind, die die Aussparungen (12) für die Kurzschlußringe (15, 16) mit den der Kathode (10) des Magnetrons zugewandten Stirnkanten der Anodensegmente (2 bis 9) verbinden, und daß die Schlitze (28) schmaler als die größeren Aussparungen (22) sind und mindestens die Breite der Kurzschlußringe (15, 16) aufwei :n.

2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite dc> Aussparungen (22) in den Anodensegmenten (2 bis 9) an den Berührungsstellen der Kurzschlußringe (15, 16) mit den Anodensegmenten (2 bis 9) und die Breite der zugehörigen Schlitze (28) der axialen Ausdehnung der Kurzschlußringe (15. 16) entspricht und die Kurzschlußringe (15, 16) an den Berührungsstellcn mit den Anodensegmenten radial nach innen gerichtete Ansätze (17) aufweisen, deren Abmessungen der der zugehörigen Schlitze entspricht.

3. Magnetron nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußringe (15. 16) an ihren Berührung'-siellen mit den Anodensegmenten (2 bis 9) am Außenumfang jeweils eine Einkerbung (18) aufweisen, deren Breite der Starke der Anodensegmente (2 bis 9) an dieser Stelle entspricht.

4. Verfahren zur Herstellung eines Magnetrons nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Kurzschhißringe in einer Hilfseinrichtung in gegenseitigem endgültigem Abstand gehaltert werden, daß dann die Anodensegmente auf die Kurzschlußringe geschoben, ihr endgültiger Abstand eingestellt und 'lic Kurzsclilußringe (15, 16) mit den Anodensegnicnten (2 bis 9) an den Bcrülirutigsstellen befestigt werden und daß schließlich die Anodenseglncnle mit der zylindrischen Wartdung (1) Verbunden werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet) daß die Oberflächen der Einzelteile def Magnelroiiröhre zumindest atl den Bcrütiritngsstellen mit einem liitfahigen metallischen Überzug, insbesondere Gold oder Kupfer, über· zogen werden und daß die zusammengesetzten Einzelteile auf. Löttemperatur erhitzt werden.

Pie Erfindung bezieht sich auf ein Magnetron der Radbauart, dessen von einer zylindrischen Wandung in radialer Richtung nach Innen ragende Anodensegmente in Form von radial und axial gerichteten Fahnen von mindestens zwei Ktirzschlußringen an Stellen durchdrungen sind, die einen vorgegebenen Abstand von den der Kathode des Magnetrons zugewandten Stirnkanten der Anodensegmente aufweisen und etwa in der Mitte der axialen Ausdehnung der Anodensegmente liegen, von denen ein Ring nur mit allen geradzahligen Anodensegmenten und der andere Ring nur mit allen iingeradzahligen Anodensegmenten dadurch galvanisch verbunden ist, daß die Aussparungen für die Kurzschlußringe in den Anodensegmenten derart unterschiedlich groß ausgebildet sind, daß die Kurzschlußrinae die Anodensegmente abwechselnd berühren und nicht berühren.

Eines der bei Magnetrons bereits frühzeitig aufgetretenen Probleme bestand in der sogenannten »Schwingbereichänderung«, worunter man instabile Arbeitsbedingungen auf Grund eines Hohlraumansprechens versteht, das bei Frequenzen auftritt, die von denen abweichen, für die das Magnetron ausgelegt war. Dieses fehle.'hafte Ansprechen erzeugte Felder, die eine unzulässige Aufheizunj: der Kathode hewirkten; zusätzlich wurden unerwünschte Beschränkungen der Betriebsleistung erhalten. Das Konzept der Anodenkurzschlußringverbindung war für eine Lösung dieses Problems angesehen worden.

Eine Kurzschlußringverbindung ist die Verbindung abwechselnder Anodensegmente, wobei jedes Paar dieser Segmente einen Resonanzhohlraum dazwischen ausbildet, so daß alle solchen Hohlräume auf gleichem elektrischem Potential stehen. Andererseits wurden Anodensegmente im Idealfall dadurch im ».-7«-Betrieb gehalten, bei dem Sd.wingungsknoten im gleichen Abstand wie dem Ahstand zwischen abwechselnden Segmenten auftreten. Unter dieser Bedingung wurden andere unerwünschte Betriebsarten mit Schwing¹ ngsknoten an sonstigen Stellen auf weit höhere Frequenzen gebracht. Eine vollständige Erläuterung der Aufgaben und Ziele der Kurzschlußrineverbindungcn von Maenetronsegmenten ist 7. B. in den ISA.-Patentschriften 2 417 789 und 2 550 614 zu finden. In letzterer ist ein Magnetrnnaufbau dargestellt, bei dem eine KurzschUißringvcrbindung >.'-wohl auf der Oberseite als auf der I nterseitc der Anodvnsegmcnte vorgesehen ist. wobei die Bezeichnungen »Oberseite« und * Unterseite« unter der Annahme verstanden werden sollen, daß die Achse des Magnetrons mit einer vertikalen linie zusammenfallt. In anderen Fällen, z. B. in der USA.-Patentschrift 2 fr4^l) 5^h, sind zusätzliche paarweise KurzschluHringverbindungcn auf der Oberseite und Unterseite der Segmente in cinc^r anderen herkömmlichen K nMruktion angeordnet; diese Anordnung wird mn ' ippelkurzschlußringverbiridung bezeichnet.

Man hat bereits frühzeitig erkannt, daß die Anordnung der Kurzschllißrmgverbindungen auf den Segmenten wesentlich für die Aufrechtcrhallung des Betriebes eines Magnetrons in der gewünschten Betriebsart ist. Man hat festgestellt, daß die Anordnung der Kurzschlußringverbinduflgen auf den oberen und unteren Kanten der Segmente weniger günstig war als die Anordnung an der Scgtnenlkante, die der zylindrischen Kathode zugewandt ist, Wobei diese Kante als die »Segmentspitze« bezeichnet wird. In der USA.* Patentschrift 2432 827 ist ein Magnetron dargestellt,