DE2526681B2 - Wanderfeldröhre - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wanderfeldröhre mit einem Verzögerungsleitungsabschnitt und einem aus mehreren Elektroden bestehenden Eiektronenauffänger, der innerhalb eines hohlzylinderförmigen metallischen Kühlgehäuses angeordnet ist, dessen eine Stirnwand vakuumdicht mit dem Ende des Verzögerungsleitungsabschnittes verbunden ist und dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Verzögerungsleitungsabschnittes, wobei mit der Innenwandung des Kühlgehäuses eine Vielzahl von elektri schen Isolatoren gut wärmeleitend verbunden sind, an denen elektrisch von dem Kühlgehäuse isoliert die einzelnen Auffängerelektroden gut wärmeleitend gehaltert sind.

Eine Wanderfeldröhre mit einem Verzögerungsleitungsabschnitt und einem aus mehreren Elektroden bestehenden Eiektronenauffänger, der innerhalb eiues hohlzylinderförmigem metallischen Kühlgehäuses angeordnet ist, dessen eine Stirnwand vakuumdicht mit

ι ο dem Ende des Verzögerungsleitungsabschnittes verbunden ist und dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Verzögerungsleitungsabschnittes, ist aus der US-PS 23 25 865 bekannt Aus der US-PS 36 26 230 ist weiterhin eine derartige Röhre bekannt, bei der an der Innenwandung des Kühlgehäuses eiene Vielzahl von elektrischen Isolatoren befestigt sind, an denen wiederum elektrisch von dem Kühlgehäuse isoliert eine Auffängerelektrode gehalteit ist, und bei der an der den Verzögerungslei tungsabschnitt überragenden Ringfläche der mit dem Verzögerungsleitungsabschnitt verbundenen Stirnwand eine isolierte Durchführung vorgesehen ist, die elektrisch leitend mit der Auffängerelektrode verbunden ist Bei dieser Wanderfeldröhre erstreckt sich die isolierte

Durchführung jedoch in radialer Richtung.

Aus der US-PS 29 92 348 ist eine Wanderfeldröhre bekannt, bei der eine Stirnwand des zylindrischen Kühlgehäuses aus schlecht wärmeleitendem Material besteht

Aus der DE-AS 15 41 967 ist eine Wanderfeldröhre für Raumflugkörper, wie Satelliten, mit einer hohlen rotationssymetrischen Auffangelektrode, die Teil der Gefäßwandung der Röhre ist und die einen aus zwei in Elektronenstrahlrichtung hintereinanderliegenden Ab schnitten bestehen, sich erweiternden Innenraum enthält, in welchem der Elektronenstrahl eine Aufweitung erfährt, bekannt, bei der der in Elektronenstrahlrichtung gesehen hintere Abschnitt der Auffangelektrode eine halbkugelförmige wärmeabstrahlende Oberflä- ehe hat und bei der gegenüber diesem Abschnitt der in

Elektronenstrahlrichtung gesehen vordere Abschnitt

der Auffangelektrode geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Auch aus der US-PS 38 24 425 ist eine Wanderfeld-

röhre bekannt, bei der die einzelnen Auffängerelektroden durch Keramikelemente elektrisch vom Kühlgehäuse getrennt in dessen Innerem angeordnet sind. Aus dieser Patentschrift geht nicht hervor, daß die Keramikelemente zur Wärmeableitung dienen.

Aus der US-PS 36 44 778 ist eine Wanderfeldröhre mit im Innern eines Kühlgefäßes isoliert angeordneten Auffängerelektroden bekannt. Dieser Patentschrift kann jedoch ebenfalls nicht entnommen werden, ob die Isolatoren zur Wärmeableitung eines Kühlgefäßes beitragen.

Schließlich ist aus der DE-OS 2135 439 eine Vorrichtung mit linienförmigem Elektronenstrahl mit Strahlformungsvorrichtungen und mit mit dem Elektronenstrahl in Energieaustauschbeziehung stehenden

M) Hochfrequenzschaltungsanordnungen bekannt, die innerhalb einer Vakuumgehäusevorrichtung eine Elektronenstrahl-Kollektorvorrichtung aufweist, die elektrisch isoliert derart befestigt ist, daß ein Wärmeaustausch aus der Vakuumgehäusevorrichtung möglich ist. Eine solche

(Γ) Vorrichtung kann jedoch nicht ohne Behinderungen durch elektrische Durchführungen großflächig einem Kühlmedium ausgesetzt werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe

zugrunde, eine neuartige Wanderfeldröhre anzugeben, bei welcher eine möglichst große Oberfläche des Kühlgehäuses einem Kühlmedium ausgesetzt werden kann, ohne daß Behinderungen durch elektrische Durchführungen auftreten.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß an der den Verzögerungsleitungsabschnitt überragenden Ringfläche der mit dem Verzögerungsleitungsabschnitt verbundenen Stirnwand isolierte, elektrisch leitend mit den einzelnen Auffängerelektroden verbundene Durchführungen derart angeordnet sind, daß sie sich auf der gleichen Seite der Stirnwand wie der Verzögerungsleitungsabschnitt befinden.

Der beschriebene Aufbau des Auffängers der Wanderfeldröhre gestattet den durch Konvektion abzuführenden Teil der Wärme von den Auffängerelektroden zu erhöhen und diese abgeführte Wärme großflächig auf die Außenwand eines Kühlgehäuses zu übertragen. Von besonderem Vorteil ist der beschriebene Aufbau für Wanderfeldröhren, die in Satelliten verwendet werden, da sie eine Befestigung der Röhre an Satelliten erlauben, in der Weise, daß das Kühlgehäuse des Auffängers an der Außenseite des Satelliten angeordnet ist und eine intensive Kühlung durch die Weltraumkälte ermöglicht wird. Gleichzeitig wird dadurch eine einfache Halterung der Röhre in bzw. an dem Satelliten ermöglicht

Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend erklärt

Die Figur zeigt im Querschnitt einen Teil des Elektronenauffängers einer Satelliten-Wanderfeldröhre, der sich an einen Verzögerungsleitungsabschnitt 2 anschließt Von der Verzögerungsleitung ist lediglich der an den Elektronenauffänger anschließende Teil 2 gezeigt Diese Verzögerungsleitung setzt sich fort, und an dem anderen Teil dieser Leitung befindet sich in bekannter Weise ein Elektronenstrahlerzeugungssystem. Mit Hilfe von magnetischen Fokussierungsmitteln wird der Elektronenstrahl in der Verzögerungsleitung auf seinem Wege zum Elektronenauffänger in bekannter Weise gebündelt geführt Der Elektronenauffänger, der restliche Teil der Verzögerungsleitung und die Fokussierungsmittel sind in der Figur der Einfachheit halber nicht dargestellt Der Aufbau der Röhre ist bevorzugt rotationssymmetrisch zur Längsachse des Elektronenstrahles.

Der aus dem Verzögerungsleitungsabschnitt 2 gebündelt austretend und nicht dargestellte Elektronenstrahl tritt in die Kollektorelektrode ein und wird dort aufgenommen, wobei die Energie der Elektronen in Form von Wärme an die einzelnen Elektroden 5,6 und 7 des Elektronenauffängers abgegeben wird. Es sind 4 ringscheibenförmige Elektroden 5 vorgesehen sowie eine topfförmige Elektrode 7, in welche mit der Spitze dem Elektronenstrahl entgegenstehend ein Spreizdorn 6 hineinragt Der Spreizdorn 6 kann auf dem gleichen Potential liegen wie die Elektrode 7 oder aber er kann von dieser Elektrode 7 isoliert sein und ein gesondertes Potential besitzen, das eine weitere Autspreizung des restlichen, von den Elektroden 5 noch nicht aufgenommenen Elektronenstrahles bewirkt. Die Elektroden 5 und 7 liegen bevorzugt auf unterschiedlichen Potentialen und sind innerhalb des Eleklronenauffängergehäuses 1, das gleichzeitig das Kühlgehäuse darstellt, gesondert gehaltert.

Das Kühlgehäuse 1 ist bevorzugt topfförmig ausgebildet und über eine Stirnwand 3 vakuumdicht mit dem Verzögerungsleitungsabschnitt 2 verbunden. Die Stirnwand 3 ist in etwa scheibenförmig ausgebildet und mit einer Anzahl von ringförmigen Absätzen versehea Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient diese Stirnwand zum einen als Halterung für die gesamte Wanderfeldröhre und zum anderen als Sockel, in welchem die isolierten Durchführungen 4 über den Umfang verteilt angebracht sind Der Durchmesser dieser Stirnwand 3 ist wesentlich größer als der Durchmesser des Verzögerungsleitungsabschnittes 2.

ic Die Stirnwand 3 besteht bevorzugt aus einem metallischen Drehteil erhöhter Stabilität
Die Halterung der einzelnen Auffängerelektroden 5,

6 und 7 erfolgt unter Zwischenfügung von Isolatoren 8, die bevorzugt scheibenförmig ausgebildet sind. Als ein

is geeigneter Werkstoff für diese Isolatoren hat sich Aluminiumoxidkeramik erwiesen. Zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit kann es ggf. zweckmäßig sein, diese Isolatoren aus Berylliumoxid herzustellen. Die Halterung der Elektroden 5,6 und 7 erfolgt bevorzugt jeweils an der Innenwandung des Kühlgehäuses 1 unter Zwischenfügung der isolierenden Keramikscheiben 8. Um einen guten Wärmeübergang zu erzielen, ist es zweckmäßig, für großflächige Lötungen an den Isolatoren 8 Sorge zu tragen.

?=> Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, zumindest zwischen den Elektroden und den Isolatoren 8 gut wärmeleitende Zwischenelemente 9 vorzusehen, die bevorzugt aus Kupfer bestehen und so ausgebildet sind, daß sie sich bei unterschiedlichen Ausdehnungsverhält-

jo nissen der Elektroden und des Kühlgehäuses verformen können. Diese Zwischenstücke 9 bestehen bespielsweise aus klammerartig gebogenen Kupferbändern.

Es kann weiterhin ggf. zweckmäßig sein, solche, die mechanischen Wärmespannungen durch Verformung aufnehmenden Zwischenteile auch zwischen den Isolatoren 8 und dem Kühlgehäuse 1 vorzusehen. In derFigur sind diese Teile mit 10 bezeichnet Diese beschriebene Halterung der Auffängerelektroden 5, 6 und 7 gewährleistet zum einen eine mechanisch stabile Halterung der Elektroden und stellt zum anderen sicher, daß in radialer Richtung eine gute Wärmeableitung von den einzelnen Elektroden auf das Kühlgehäuse 1 erfolgt Von diesen Isolatoren 8 können beispielsweise pro Elektrode 8 bis 12 Stück vorgesehen werden, die in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt angeordnet sind. Ebenso kann die Befestigung des Spreizdornes 6 an der Bodenwandung des Kühlgehäuses 1 über mehrere derartige Isolatoren erfolgen.
Die einzelnen Auffängerelektroden 5, 6 und 7 liegen bevorzugt, wie bereits dargelegt, an unterschiedlichen elektrischen Spannungen. Die Zuführung der Spannungen erfolgt über mehrere isoliert eingesetzte Durchführungen 4, die an der Stirnwandung 3 angebracht sind und die im Innern über Drähte oder dergleichen mit den entsprechenden Elektroden elektrisch leitend verbunden sind. Wenn die dargestellten vier scheibenförmigen Auffängerelektroden 5 sowie die topfförmige Elektrode

7 und der Spreizdorn 6 jeweils auf unterschiedliche Potentiale gelegt werden sollen, so sind bei dem

W) dargestellten Ausführungsbeispiel 6 elektrische Durchführungen 4 auf den Umfang verteilt an der Stirnwandung 3 vorgesehen.

Besonders zweckmäßig ist es, die Stirnwandung 3 am U'nfang mit einem Befestigungsflansch 13 zu versehen,

h"> der eine stabile Halterung der gesamten Wanderfeldröhre ermöglicht. Mit 11 ist ein Wandungsteil bezeichnet, in dessen Öffnung die Wanderfeldröhre eingesetzt ist, und zwar in der Weise, daß die

Befestigung der Röhre mittels des Flansches 13 vorgenommen ist. Zu diesem Zweck können beispielsweise über den Umfang verteilt eine Vielzahl von Schraubverbindungen 12 vorgesehen sein. Durch entsprechende Zwischenlagen 2wischen dem Flansch 13 und dem Wandungsteil 11 ist es möglich, eine druckdichte Verbindung herzustellen. Eine selche druckdichte Verbindung ist bevorzugt dann von Vorteil, wenn die Wanderfeldröhre in einen Satellite:! eingebaut wird. Dabei stellt die Wandung 11 bevorzugt die Umhüllungswandung des Satelliten dar. Auf diese Weise befindet sich das Kühlgehäuse der Wanderfeldröhre ar der Außenseite des Satelliten, während die übrigen Teile der Wanderfeldröhre sich im Innern des Satelliter befinden. Die Anbringung der elektrischen Durchführungen 4 an der Stirnwand 3 ergibt dann die Ausführungsform, bei welcher diese vakuumdicht in die Stirnwandung 3 eingesetzten Durchführungen von den· Innenraum des Satelliten aus ohne Schwierigkeiten mil Spannungsquellen elektrisch leitend verbunden werder können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Wanderfeldröhre mit einem Verzögerungsleitungsabschnitt und einem aus mehreren Elektroden bestehenden Eiektronenauffänger, der innerhalb eines hohlzylinderförmigen metallischen Kühlgehäuses angeordnet ist, dessen eine Stirnwand vakuumdicht mit dem Ende des Verzögerungsleitungsabschnittes verbunden ist und dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Verzögerungsleitungsabschnittes, wobei mit der Innenwandung des Kühlgehäuses eine Vielzahl von elektrischen Isolatoren gut wärmeleitend verbunden sind, an denen elektrisch von dem Kühlgehäuse isoliert die einzelnen Auffängerelektroden gut wärmeleitend gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der den Verzögerungsleitungsabschnitt überragenden Ringfiäche der mit dem Verzögerungsleitungsabschnitt verbundenen Stirnwand isolierte, elektrisch leitend mit den einzelnen Auffängerelektroden verbundene Durchführungen derart angeordnet sind, daß sie sich auf der gleichen Seite der Stirnwand wie der Verzögerungsleitungsabschnitt befinden.

2. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Verzögerungsleitungsabschnitt verbundene Stirnwand mit Mitteln zur Befestigung der Wanderfeldröhre an einer Wandung versehen ist, derart, daß sich das Kühlgehäuse im wesentlichen auf der einen Seite der Wandung befindet und sich der Verzögerungsleitungsabschnitt und die isolierten Durchführungen durch eine oder mehrere öffnungen in dieser Wandung hindurch erstrecken.

3. Wanderfeldröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel der Stirnwand flanschartig ausgebildet sind und eine druckdichte Verbindung zwischen der Stirnwand und der Wandung ermöglichen.

4. Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand unter Zwischenfügung von schlecht wärmeleitendem Material zur Halterung der Röhre an einer Wandung befestigt ist

5. Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche 11 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand aus schlecht wärmeleitendem Material besteht

6. Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie an der Wandung eines Satelliten derart befestigt ist, daß das Kühlgehäuse sich an der Außenseite des Satelliten und die isolierten Durchführungen und der Verzögerungsleitungsabschnitt im Innern des Satelliten befinden.