DE2526681C3 - Wanderfeldröhre - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wanderfeldröhre mit einem Verzögerungsleitungsabschnitt und einem aus mehreren Elektroden bestehenden Elekironenauffänger, der innerhalb eines hohlzylindeirförmigen metallischen Kühlgehäuses angeordnet ist, dessen eine Stirnwand vakuumdicht mit dem Ende des Verzögerungsleitungsabsehnittes 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 di;m Kühlgehäuse isoliert die einzelnen Auffängerelektroden gut wärmeleitend gehaltert sind.

Eine Wanderfeldröhre mit einem Verzögerungsleitungsabschnitt und einem aus mehreren Elektroden bestehenden Elektronenauffänger, der innerhalb eines hohlzyiinderförmigem 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, ist aus der US-PS 23 25 865 bekannt

Aus der US-PS 36 26 210 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 gehaltert ist, und bei der an der den Verzögerungsleitungsabschnitt 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 sctdecht 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 Abschnitten 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 Oberfläche hat und bei der gegenüber dieser.1 Abschnitt der in Elektronenstrahlrichtung gesehen vordere Abschnitt der Auffangelektrode geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Auch aus der US-PS 38 24 425 ist eine Wanderfeldröhre bekannt, bei der die einzelnen Auffängerelektroden durch Keramikclemente 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 kam 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 Hochfrequenzschaltungsanordnungen bekannt, die innerhalb einer Vakuumgehausevgrrichtung eine EkMmnenstrahl-Kollektorvorrichtung aufweist, die elektrisch isoliert derart befestigt ist, daß ein Wärmeaustausch aus der Vakuumgehäusevorrichtung möglich ist. Eine solche 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 Kollektoreiektrode 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 ringscheibeniörmige 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 Aufspreizung 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 Elektronenauffängergehäuses I, das gleichzeitig das Kühlgehäuse darstellt, gesondert gehaltert.

Das Kühlgehäuse 1 i*t bevorzugt topfförmig ausgebildet und über eine Stirnwand 3 vakuumdicht mit dem Verzögerungsleitungsabscr<nitt 2 verbunden. Die Stirnwand 3 ist in etwa scheibenförmig ausgebildet und mit einer Anzahl von ringförmigen Absätzen versehen. 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.

ι υ 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

π 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

jo an der Inrenwandung des Kühlgehäuses 1 unter Zwischenfügung der isolierenden K':'4mikscheiben 8. Um einen guten Wärmeübergang zu erzielen, ist es zweckmäßig, für großflächige Lötungen an den Isolatoren 8 Sorge zu tragen.

Ji 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-

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

Es kann weiterhin ggf. zweckmäßig sein, solche, die mechanischen Wärmespannungen durch Verformung

η 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 mechanicch stabile

ίο 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

r. 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

Ίο 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 dip im Innern über Drähte oder dergleichen mit den

>> entsprechenden Elektroden elektrisch leitend verbunden sind. Wenn die Hargestellten vier scheibenförmigen Auffängerelektroden 5 sowie die topfförmige Elektrode

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

hi dargestellten AusfLnrungsbeispiel 6 elektrische Durchführungen 4 auf den Umfang verteilt an der Stirnwandung 3 vorgesehen.

Besonders zweckmäßig ist es, die Stirnwandung 3 am Umfang mit einem Befestigungsflansch 13 zu versehen,

ι·'· der eine stabile Halterung der gesamten Wanderfeldröhre ermöglicht. Mit Ii ist ein Wandungsteil bezeichnet, in dessen öffnung die Wanderfeldröhre eingesetzt ist, und zwar in der Weise, daß die

Befestigung der Röhre mittels des Flansches Π vorgenommen ist. Zu diesem Zweck können beispielsweise über den Umfang verteilt eine Vielzahl von Schraubverbindungen 12 vorgesehen sein. Durch enlsprechende Zwischenlagen zwischen dem Flansch 13 und dem Wandungsteil 11 ist es möglich, eine druckdichte Verbindung herzustellen. Eine solche druckdichte Verbindung ist bevorzugt dann von Vorteil, wenn die Wanderfeldröhre in einen Satelliten 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 Durchfüh Hingen 4 an der Stirnwand 3 ergibt dann die Ausführungsform, bei welcher diese vakuumdicht in die Stirnwandung 3 eingesetzten Durchführungen von derr Innenraum des Satelliten aus ohne Schwierigkeiten mil Spannupgsquellen elektrisch leitend verbunden werdcr können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Wanderfeldröhre mit einem Verzögerungsleitungsabschnitt und einem aus mehreren Elektroden bestehenden Elektronenauffänger, der innerhalb '< eines hohlzylinderförmigen metallischen Kühlgehiäuses angeordnet ist, dessen eine Stirnwand vakuumdicht mit dem Ende des Verzögerungsleitungsabschnittes verbunden ist und dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des to 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 Verzögerungsleitu ngs-Sibschnitt überragenden Ringfläche der mit dem Verzögerungsleitungsabschnitt verbundenen Siirnvirand isolierte, elektrisch leitend mit den einzelnen Auffängerelekiroden 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 Verzögerungisleitungsabschnitt 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 so Wandung befindet und sich der Verzögerungsleitungsabschnilt -nid 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 4» 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 1 **> 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 Vcrzögerungsleitungsabschnitt im Innern des Satelliten befinden.