DE3906028C2 - Process for producing a vacuum envelope and vacuum envelope produced according to this method - Google Patents

Process for producing a vacuum envelope and vacuum envelope produced according to this method

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Vakuum­ hülle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Vakuumhülle.The present invention relates to a method for producing a vacuum cover according to the preamble of claim 1 and one according to this Process manufactured vacuum envelope.

Vakuumhüllen der vorgenannten Art werden bei Wanderfeldröhren zur Fokus­ sierung des Elektronenstrahles verwendet. Innerhalb eines solchen zylindri­ schen Hüllenteils befindet sich eine Verzögerungsleitung, durch welche der Elektronenstrahl geführt wird. Am einen Ende der Vakuumhülle befindet sich die Strahlerzeugungsvorrichtung und am anderen Ende der Elektronenauffän­ ger. Vacuum shells of the aforementioned type are the focus of traveling wave tubes sation of the electron beam used. Within such a cylindri is a delay line through which the Electron beam is guided. There is one end of the vacuum envelope the beam generating device and at the other end of the electron catcher ger.  

Eine übliche Herstellungsart besteht darin, daß die be­ reits in ihren Abmaßen weitgehend genau gefertigten Ring­ scheiben in einer Lehre maßgenau miteinander verlötet wer­ den.A common method of manufacture is that the be The ring is largely precisely manufactured in its dimensions in a gauge who soldered to each other the.

Es ist weiter bekannt, daß aus dem Röhreninneren Wärme ab­ zuführen ist, weshalb man bestrebt ist, eine möglichst gute radiale Wärmeableitung durch die Wandung der Vakuum­ hülle zu erzielen. An der Außenfläche der Vakuumhülle kön­ nen dann wärmeableitende Vorrichtungen, wie z. B. Kühlflä­ chen, angebracht werden.It is also known that heat comes from inside the tube is why one tries, one as possible good radial heat dissipation through the wall of the vacuum to achieve envelope. On the outer surface of the vacuum envelope NEN then heat-dissipating devices such. B. cooling surface chen, are attached.

Aus der DE 32 16 254 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eins rohrförmigen Bauteils für eine Wanderfeldröhre beschrieben, bei welchem aus einem weichmagnetischem Rohr scheibenförmig ausgebildete Polschuhe ohne ringförmige Ansätze an ihrem Innenrand ausgedreht werden und dazwischen angeordnete Ringe aus unmagnetischem Material mit den Polschuhen verlötet werden. Die DE 32 17 077 A1 beschreibt eine Lauffeldröhre mit einer rotationssymmetrischen Vakuumhülle, auf deren äußeren Wandung eine periodisch permanentmagnetische Fokussiereinrichtung angeordnet ist, die aus einer Reihe von Dau­ ermagnetringen und jeweils zwischen den Magnetringen angeordneten, ringscheibenartigen Polschuhen besteht, wobei die Polschuhe durch einen Sinterprozeß auf der Vakuumhülle mechanisch fixiert sind.DE 32 16 254 C2 describes a method for producing a tubular component described for a traveling wave tube, in which a soft magnetic tube disc-shaped pole shoes without ring-shaped projections on their inner edge be unscrewed and interposed rings made of non-magnetic material the pole pieces are soldered. DE 32 17 077 A1 describes a running tube a rotationally symmetrical vacuum envelope, periodically on the outer wall permanent magnetic focusing device is arranged, which consists of a series of Dau magnetic rings and arranged between the magnetic rings, ring-shaped Pole shoes exist, the pole shoes being sintered on the vacuum envelope are mechanically fixed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Vakuumhülle, insbesondere für den Verzögerungsleitungsbereich einer Wanderfeldröhre anzugeben, das eine hohe Maßhaltigkeit gewährleistet sowie eine Vakuumhülle ergibt, bei der Beeinträchtigungen des Verlaufs des zur Bündelung erforderlichen Magnetfeldes weitgehend vermieden und eine hohe radiale Wärmeableitung erzielt werden.The present invention is based on the object Process for producing a vacuum envelope, in particular for the delay line area of a traveling wave tube specify that ensures high dimensional accuracy and results in a vacuum envelope in which impairments of the Course of the magnetic field required for bundling largely avoided and high radial heat dissipation be achieved.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of Pa claim 1 solved.

Des weiteren wird eine nach diesem Verfahren hergestellte Vakuumhülle, insbesondere für Wanderfeldröhren, angegeben.Furthermore, one made by this method Vacuum envelope, especially for traveling wave tubes, specified.

Das beschriebene Verfahren erlaubt die Herstellung von Va­ kuumhüllen für ppm fokussierte Wanderfeldröhren mit äußer­ ster Maßgenauigkeit und sehr guter radialer Wärmeabführung im Verzögerungsleitungsbereich. Dabei können die als ma­ gnetische Polschuhe dienenden ferromagnetischen Ringschei­ ben weitgehend nach den magnetischen Anforderungen geformt werden, so daß unerwünschte Magnetfeldverzerrungen vermie­ den werden.The process described allows the production of Va vacuum envelopes for ppm focused traveling wave tubes with outer dimensional accuracy and very good radial heat dissipation in the delay line area. The as ma ferromagnetic ring sheave serving as magnetic pole shoes  ben largely shaped according to the magnetic requirements are so that unwanted magnetic field distortions are avoided that will.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Fig. 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown schematically in FIGS. 1 to 5.

Die Figuren zeigen jeweils im Querschnitt Ausschnitte ei­ ner Vakuumhülle für eine Wanderfeldröhre bzw. Verfahrens­ schritte des Herstellungsverfahrens.The figures each show cross sections of egg sections ner vacuum envelope for a traveling wave tube or process steps of the manufacturing process.

In Fig. 1 ist ein Stapel vakuumdicht miteinander verlöte­ ter Ringscheiben 1, 2 unterschiedlicher Materialien darge­ stellt. Wenngleich hier Scheiben ohne zentrale Bohrung ge­ zeigt sind, so kann es zweckmäßig sein, Lochscheiben zu verwenden. Die Scheiben 1 bestehen aus ferromagnetischem Material, z. B. einer Eisenlegierung, und bilden später die magnetischen Polschuhe der Vakuumhülle.In Fig. 1, a stack is vacuum-sealed to each other ter ring disks 1 , 2 different materials Darge presents. Although disks without a central bore are shown here, it may be advisable to use perforated disks. The discs 1 are made of ferromagnetic material, e.g. B. an iron alloy, and later form the magnetic pole pieces of the vacuum envelope.

Die Scheiben 2 bestehen aus nicht magnetischem und wärme­ leitendem Material, bevorzugt aus Kupfer.The discs 2 are made of non-magnetic and heat-conducting material, preferably copper.

Die Verlötung erfolgt in der Weise, daß das Lötmaterial als dünne Schicht, z. B. galvanisch entweder auf die Löt­ flächen der Scheiben 2 oder, bevorzugt, auf die ferromagne­ tischen Scheiben 1 aufgebracht wird. Als Lötmaterial dient zweckmäßig ein Metall, das mit dem Metall der Schei­ ben 2 ein Eutektikum bildet, z. B. Silber und Gold. Die eigentliche Lötung erfolgt, indem der Stapel unter Druck zusammengepreßt und auf die erforderliche Temperatur er­ hitzt wird. The soldering is carried out in such a way that the solder material as a thin layer, for. B. galvanically either on the soldering surfaces of the disks 2 or, preferably, on the ferromagnetic tables 1 is applied. A metal is used as the soldering material, which ben 2 forms a eutectic with the metal of the disc, z. B. silver and gold. The actual soldering is carried out by compressing the stack under pressure and heating it to the required temperature.

Während die Dicke der Scheiben 1 und 2 bereits sehr maßhaltig sein muß, können die Außen- und Innendurchmesser der Scheiben verhältnismäßig große Toleranzen aufweisen, da die Außen- und Innenflächen zu einem späteren Zeitpunkt maßgenau bearbeitet werden.While the thickness of the disks 1 and 2 must already be very true to size, the outer and inner diameters of the disks can have relatively large tolerances, since the outer and inner surfaces are machined to exact dimensions at a later point in time.

In Fig. 2 ist nun ein weiterer Verfahrensschritt darge­ stellt, bei dem auf den zylindrischen Umfang des Stapels ein hohlzylindrisches Rohr 3 aufgelötet ist, das aus nichtmagnetischem und gut wärmeleitendem Material, insbe­ sondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, wie die. Scheiben 2 besteht.In Fig. 2, a further process step is now Darge, in which a hollow cylindrical tube 3 is soldered to the cylindrical periphery of the stack, which is made of non-magnetic and good heat-conducting material, in particular special copper or a copper alloy such as that. Disks 2 is made.

Dazu wird zunächst der in Fig. 1 gezeigte verlötete Stapel am Umfang maßgenau, z. B. durch Drehen, zylindrisch ge­ formt. Das Verlöten erfolgt zweckmäßig derart, daß auf den Umfang des Stapels der Scheiben 1, 2 das Lot in Schicht­ form, z. B. galvanisch, aufgebracht wird und dann das Rohr 3 bei erhöhter Temperatur aufgeschrumpft wird. Dabei ist darauf zu achten, daß die Lötungen zwischen den Scheiben nicht mehr erweichen, d. h. es ist ein Lot zu verwenden, das geringere Löttemperaturen erfordert als das Lot zwi­ schen den Scheiben 1, 2 des Stapels. Diese Forderung wird z. B. erfüllt, wenn der Stapel mit Goldlot verlötet ist und das Rohr 3 mit Silberlot aufgelötet wird. Auch in Fig. 2 ist eine zentrale Bohrung zwar nicht dargestellt, jedoch zweckmäßig durch Verwendung von Ringlochscheiben bereits vorhanden.For this purpose, the soldered stack shown in FIG . B. by turning, cylindrical GE forms. The soldering is advantageously carried out such that the solder in the form of a layer on the circumference of the stack of disks 1 , 2 , for. B. galvanically, is applied and then the tube 3 is shrunk at an elevated temperature. Care must be taken to ensure that the soldering between the disks no longer softens, ie a solder is to be used which requires lower soldering temperatures than the solder between the disks 1 , 2 of the stack. This requirement is e.g. B. fulfilled if the stack is soldered with gold solder and the tube 3 is soldered with silver solder. A central bore is also not shown in FIG. 2, but is advantageously already provided by using ring perforated disks.

In Fig. 3 ist nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ei­ ner erfindungsgemäßen Vakuumhülle dargestellt, bei der eine besonders gute Wärmeableitung gewährleistet ist. Diese Hülle ist in der Weise entstanden, daß in den Umfang der Anordnung nach Fig. 2 Ringnuten 6 eingebracht werden. Diese Ringnuten 6 wurden so eingestochen, daß sie sich ausschließlich in dem gut wärmeleitenden Metall 2 und 3 befinden, so daß seitlich an den ferromagnetischen Schei­ ben 1 gut wärmeleitendes Metall 4 stehenbleibt, das mit den aus dem Rohr 3 übrig geblie­ benen Ringen aus wärmeleitendem Metall in di­ rektem Kontakt steht. In die Ringnuten 6 sind Dauermagnetringe 5 eingesetzt, die z. B. aus zwei Hälften beste­ hen. Am äußeren Umfang der aus dem Material des Rohres 3 bestehenden Ringe 3 kann dann eine weitere Wärmeabführungsvorrichtung angebracht werden.In Fig. 3, a preferred embodiment egg ner vacuum envelope according to the invention is shown, in which a particularly good heat dissipation is guaranteed. This envelope has been created in such a way that annular grooves 6 are introduced into the scope of the arrangement according to FIG. 2. These ring grooves 6 were inserted so that they are only in the highly heat-conducting metal 2 and 3 , so that laterally on the ferromagnetic disc ben 1 good heat-conducting metal 4 remains, with the remaining from the tube 3 ben rings made of heat-conducting metal is in direct contact. In the ring grooves 6 permanent magnet rings 5 are used, the z. B. hen best of two halves. A further heat dissipation device can then be attached to the outer circumference of the rings 3 consisting of the material of the tube 3 .

Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei Ausführungsbeispiele, die von dem in der Fig. 1 gezeigten Stapelaufbau ohne das auf­ gelötete Rohr 3 ausgehen. In diesen Stapelaufbau aus den Scheiben 1 und 2 sind am äußeren Umfang Ringnuten für die Ringmagnete 5 eingearbeitet. In Fig. 4 sind die Ringnuten breiter als die nichtmagnetischen Scheiben 2, so daß sich Polschuhe 1 ergeben, die an ihrem inneren Umfang breiter sind als an ihrem äußeren Umfang 9. Die Magnetringe berüh­ ren die ferromagnetischen Polschuhe seitlich direkt. Mit 7 ist die Verzögerungsleitung als Bohrung der Vakuumhülle bezeichnet. In Fig. 5 sind die Ringnuten für die Magnet­ ringe 5 genauso breit wie die nichtmagnetischen Scheiben 2. FIGS. 4 and 5 show two embodiments which proceed from the state shown in FIG. 1 stack structure without the brazed to tube 3. In this stack structure from the discs 1 and 2 , ring grooves for the ring magnets 5 are incorporated on the outer circumference. In FIG. 4, the annular grooves are wider than the non-magnetic disks 2, so that the pole shoes 1 shown which are wider at their inner periphery than at its outer circumference 9. The magnetic rings touch the ferromagnetic pole shoes directly on the side. With 7 the delay line is referred to as the bore of the vacuum envelope. In Fig. 5, the ring grooves for the magnetic rings 5 are as wide as the non-magnetic disks 2nd

Die maßgenaue Bearbeitung der Innenbohrung 7 erfolgt eben­ falls erst nach durchgeführter Verlötung des Stapels. Wenngleich es möglich ist, den Stapel zunächst aus kreis­ scheibenförmigen Teilen herzustellen und erst nach Verlö­ tung die Innenbohrung 7 einzubringen, wird es als zweck­ mäßiger angesehen, den Stapel aus kreisringscheibenförmi­ gen Teilen aufzubauen und nach der Stapelverlötung die maßgenaue Bearbeitung der Innenbohrung 7 vorzunehmen.The dimensionally accurate machining of the inner bore 7 takes place if the stack is only soldered. Although it is possible to first produce the stack from circular disk-shaped parts and to introduce the inner bore 7 only after soldering, it is considered more expedient to build the stack from circular ring-shaped parts and to carry out the accurate machining of the inner bore 7 after the batch soldering.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen einer rotationssymmetrischen Vakuumhülle für Elektronenstrahlröhren, die aus einem Stapel untereinander vakuumdicht verlöteter, ferromagnetischer und nichtmagnetischer metallischer Ringscheiben besteht, wobei der Stapel am äußeren Umfang Ringnuten aufweist, in die Ringmagnete so eingesetzt werden, daß die ferromagneti­ schen Ringscheiben Polschuhe zur Bündelung eines innerhalb der Vaku­ umhülle verlaufenden Elektronenstrahls bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die genaue formgebende Bearbeitung des äußeren Umfangs der Va­ kuumhülle erst nach erfolgter Lötung des Scheibenstapels vorgenommen wird.1. A method for producing a rotationally symmetrical vacuum envelope for electron beam tubes, which consists of a stack of vacuum-tight soldered, ferromagnetic and non-magnetic metallic ring disks, the stack having ring grooves on the outer circumference, are used in the ring magnets so that the ferromagnetic ring disks pole shoes for bundling form an electron beam running inside the vacuum envelope, characterized in that the precise shaping of the outer circumference of the vacuum envelope is only carried out after the stack of disks has been soldered. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfang zunächst zylindrisch geformt wird und dann die Ringnuten für die Ringmagnete eingearbeitet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the outer Circumference is first cylindrical and then the ring grooves for the Ring magnets can be incorporated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zy­ lindrische Formung des äußeren Umfanges auch das Auflöten eines Hohlzylinders aus nichtmagnetischem Material umfaßt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the zy Lindrish shaping of the outer circumference also the soldering of a Contains hollow cylinders made of non-magnetic material. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtmagnetisches Metall ein gut wärmeleitendes Metall verwen­ det wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that as a non-magnetic metal use a good heat-conducting metal det. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötungen in der Weise vorgenommen werden, daß die ferroma­ gnetisches Metall aufweisenden Lötpartner mit einer Schicht eines Lot­ metalles bedeckt werden, und daß die Lötung unter Anwendung von Druck und erhöhter Temperatur vorgenommen wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the soldering is done in such a way that the ferroma Soldering partner containing a metallic metal with a layer of a solder  metal, and that the soldering using Pressure and elevated temperature is made. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten am äußeren Umfang derart eingebracht werden, daß die Ringmagnete zwischen die ferromagnetischen Ringscheiben einsetz­ bar sind.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the annular grooves are introduced on the outer circumference in such a way that insert the ring magnets between the ferromagnetic ring disks are cash. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten derart am äußeren Umfang eingebracht werden, daß die Ringmagnete seitlich durch nicht entferntes, nichtmagnetisches Metall von den ferroma­ gnetischen Ringscheiben getrennt sind.7. The method according to claim 6, characterized in that the annular grooves be introduced on the outer circumference such that the ring magnets laterally through non-removed, non-magnetic metal from the ferroma magnetic ring disks are separated. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten am äußeren Umfang derart eingebracht werden, daß aus dem nichtmagnetischen Hohlzylinder Ringscheiben gebildet werden, deren äußerer Umfang größer ist als der äußere Umfang der Ringma­ gnete.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the annular grooves are introduced on the outer circumference in such a way that ring disks are formed from the non-magnetic hollow cylinder, whose outer circumference is larger than the outer circumference of the ring dimension thought. 9. Verfahren nach Anspruch 3 oder einem der folgenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Auflöten des Hohlzylinders mit einem Lot erfolgt, das bei niedrigerer Temperatur schmilzt als das Lot, mit dem die Ringscheiben miteinander verbunden sind.9. The method according to claim 3 or one of the following claims, since characterized in that the soldering of the hollow cylinder with a solder takes place, which melts at a lower temperature than the solder with which the Ring discs are interconnected. 10. Nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Patenansprüche 1 bis 9 hergestellte Vakuumhülle für eine Elektronenstrahlröhre, insbeson­ dere Wanderfeldröhre, bei der Ringmagnete in Nuten eingesetzt sind, die in den äußeren Umfang der Vakuumhülle eingebracht sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nuten in die nichtmagnetischen Ringscheiben der­ art eingebracht sind, daß seitlich zwischen den Magnetringen und den fer­ romagnetischen Ringscheiben nichtmagnetisches Material zur Verbesse­ rung der radialen Wärmeabführung vorhanden ist.10. According to a method according to one or more of the claims 1 to 9 vacuum envelope for an electron beam tube, in particular traveling wave tube, are used in the ring magnets in grooves that are introduced into the outer circumference of the vacuum envelope, characterized in that the grooves in the non-magnetic washers are introduced in such a way that non-magnetic material for improving the radial heat dissipation is present laterally between the magnetic rings and the ferromagnetic washers. 11. Vakuumhülle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am äuße­ ren Umfang der ferromagnetischen Ringscheiben nichtmagnetische, gut wärmeleitende Ringe angelötet sind, die ebenfalls mit dem nichtmagneti­ schen Material zwischen den Magnetringen und den ferromagnetischen Ringscheiben verlötet sind.11. Vacuum envelope according to claim 10, characterized in that on the outside ren circumference of the ferromagnetic washers non-magnetic, good thermally conductive rings are soldered, which are also with the non-magnetic between the magnetic rings and the ferromagnetic Ring washers are soldered.
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