DE619035C - Verfahren zur Herstellung von Steuergittern in Form von durchlochten Blechplatten, insbesondere fuer Entladungsgefaesse mit lichtbogenartiger Entladung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Entladungsgefäße und im besonderen Glühkathodenröhren mit einem ionisierbaren Medium und einem Steuerorgan. Die Erfindung bezieht sich auf die Formgebung und Herstellung des Steuerorgans solcher Entladungsröhren.

In derartigen Entladungsröhren kann der Druck des ionisierbaren Mediums, welches normalerweise aus Quecksilberdampf oder einem Edelgas besteht, und die angelegte Spannung derartig gewählt werden, daß eine lichtbogenartige Entladung auftritt, deren Einsatz durch die Vorspannung des Steuergitters bestimmt wird. Nachdem der Bogen eingesetzt hat, verliert das Gitter seine Steuerwirkung und kann weder den Lichtbogen verändern noch auslöschen. Das Einsetzen des Lichtbogens kann dauernd wiederholt werden, weil der Lichtbogen während der Entladung nicht .durch das Gitter gelöscht, sondern nur durch den Abfall der Anodenspannung unterbrochen werden kann. Beim Wiederanstieg dieser Spannung bestimmt das Gitter wieder, ob und wann während der Periode der Bogen einsetzt. Durch eine dauernde Wiederholung dieses Prozesses kann also das Gitter den Mittelwert des Anodenstromes steuern. Ein zweckmäßiges Verfahren zur regelmäßigen Unterbrechung des Anodenstromes kann durch Verwendung einer Wechselspannung als Anodenspannung erreicht werden. Jedoch kann auch Gleichstrom verwendet werden, wenn geeignete Unterbrechungsmittel vorgesehen sind.

In solchen Röhren ist die Anode von der Gitter- bzw. Steuerelektrode umgeben, die mit einer Durchlöcherung versehen ist, deren Größe und Abstand eine charakteristische Größe der Röhre, nämlich den S teuer faktor des Gitters, bestimmen. Um Entladungsgefäße zu erhalten, welche nicht nur in bestimmter Weise arbeiten, sondern auch bei der Massenherstellung die gleichen charakteristischen Größen aufweisen, ist es nötig, das Gitter mit außerordentlich kleinen Öffnungen zu versehen, welche sehr gleichmäßige Form und Größe aufweisen müssen. Als Gittermaterial werden gewöhnlich Nickelchrom oder Nickelchromverbindungen benutzt, und zwar in erster Linie mit Rücksicht auf ihre geringe Fähigkeit, Sekundärelektronen zu bilden. Dieses Material ist jedoch schwer zu verarbeiten. Es ist festgestellt worden, daß es praktisch unmöglich ist, Ndckelchrombleche mit Löchern kleiner als 0,6 mm Durch-

messer zu stanzen, einem Lochdurchmesser, der für bestimmte Röhreneharakteristiken noch zu groß ist. Die kleinen Stanzstempel brechen bei diesen Lochweiten, bevor sie die ganze Dicke des Bleches durchdringen. Die Herstellung von Bohrlöchern von diesem oder kleinerem Durchmesser kommt wiederum vom Gesichtspunkt der Massenfabrikation aus nicht in Frage.

ίο Es ist bereits vorgeschlagen worden, Metallsiebe dadurch herzustellen, daß ein Netz gehämmert und anschließend glattgewalzt wird. Dieses Verfahren scheint jedoch für die Herstellung von Gittern aus Nickelchrom nicht geeignet, da eine genügende Gleichmäßigkeit der Öffnungen nicht erreicht werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, das gestattet, Gitter herzustellen, die sich durch genaue und saubere öffnungen auszeichnen, und das sich besonders für das bei der Herstellung der Gitter verwendete ungewöhnlich zähe Material eignet. Die Erfindung besteht darin, Blechtafeln von größerer als der benötigten Dicke mit Löchern von größerer Weite als der benötigten zu versehen und dann die Weite der gestanzten Löcher durch Auswalzen der Blechplatten auf eine geringere Dicke zu verringern. Bei dem hierdurch hervorgerufenen kalten Fließvorgang tritt eine Verkleinerung jedes Loches auf die gewünschte Größe und gleichzeitig eine Änderung des gegenseitigen Abstandes der Löcher voneinander ein. Weiterhin ist festgestellt worden, daß der Walzprozeß eine einfache Methode zur Erzielung gestreckter öffnungen von rhombischem und elliptischem Querschnitt darstellt, wenn das Walzen nur in der Richtung vorgenommen wird, in welcher die Streckung 4er öffnungen gewünscht wird.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Abb. 1 ist der Aufriß einer Röhre mit lichtbogenartiger Entladung dargestellt, deren Steuergitter gemäß der Erfindung hergestellt ist. Die Abb. 2 zeigt ein Stanzwerkzeug halb in der Ansicht und halb im Querschnitt und Abb. 3 eine Aufsicht dieses Werkzeuges. Ein Stück des gelochten Bleches vor dem Walzen.gibt die Abb. 4 wieder, während Abb. 5 das Blech nach dem Walzen in der Längsrichtung mit der deutlichen Verlängerung eines jeden Loches in der Walzrichtung zeigt. Abb. 6 zeigt die Wirkung des Walzens in der Längs- und Querrichtung, das eine bemerkenswerte Verkleinerung der Öffnungen hervorruft. Abb. 7 zeigt eine andere Form der Löcher vor dem Walzen der Blechtafel, Abb. 8 die Streckung der Löcher bei quadratisch gelochten Tafeln 6cr beim Walzen in einer Richtung. Abb. 9 schließlich stellt den Walzvorgang¹ dar.

■ In der Abb. 1· bedeutet 1 das evakuierte Gefäß mit einem Sockel 2, an dem eine Anzahl Kontaktstifte 3 angebracht sind. Ein Quetschfuß 4 ragt vom Sockelende aus in das Gefäß hinein und dient als Träger für die hier indirekt geheizte Kathode 5 und das Gitter 6. Das Gitter oder die Steuerelektrode, auf welche sich die Erfindung bezieht, besteht aus einem gelochten Blech und kann die Form eines hohlen Zylinders, welcher in einem Gefäßansatz untergebracht ist, besitzen. Das Gitter wird durch den Quetschfuß 4 mittels paralleler Haltedrähte 11 getragen, deren eines Ende an eine runde gelochte Platte 12, die sich innerhalb des Zylinders 6 befindet, geklemmt und geschweißt ist. Das andere Ende der Haltedrähte ist an zwei mit Schrauben zusammengehaltenen Klemmbecken 13, von denen eia Klemmdraht zu einem der Kontaktstifte 3 führt, befestigt. Weiterhin ist eine ebene Anode 14, die zur Verkleinerung der Sekundäremission und Vergrößerung der Wärmestrahlung mit einem Kohleüberzug versehen ist, vorgesehen. Die Anodenplatte wird innerhalb des Gitterzylinders durch einen Leiter 15 gehalten, der an der dem Sockel gegenüberliegenden Seite mit der äußeren Klemme 16 in Verbindung steht.

Die Röhre wird in bekannter Weise hergestellt und zusammengebaut, dem normalen Evakuierungsprozeß zur Erzielung eines hohen Vakuums unterworfen und darauf mit inerten Gasen oder einem Tropfen Quecksilber (nicht dargestellt) als Quelle für positive Ionen gefüllt. Eine derartige Vorrichtung arbeitet, wenn sie mit einer Wechselspannung passender Größe betrieben wird, als elektrisch gesteuerte Gleichrichter mit lichtbogenartiger Entladung, in welchem mittels einer kleinen 100 Leistung am Gitter ein mittlerer Anodenstrom von vielen Ampere gesteuert werden kann.

Wie oben auseinandergesetzt, ist der Steuerfaktor, d. h. das Verhältnis der Gitterspannung, welche nötig ist, um das Einsetzen des Lichtbogens zu verhindern, zu der Anodenspannung im positiven Halbwechsel der Wechselspannung eine Funktion der Größe und Form der Gitteröffnungen und des gegenseitigen Abstandes der Öffnungen voneinander. Es kommt vor, daß ein Stcuerfaktor gewünscht wird, welcher sehr kleine Öffnungen, z. B. geringer als. 0,6 mm Durchmesser, von genauer Form und Größe erfordert. Wenn das Gitter aus zähem Metall, wie z. B. Nickelchrom, hergestellt wird, hat sich herausgestellt, daß die Herstellung von Löchern klei- > ner als 0,6 mm Durchmesser in Blechplatten von 0,25 mm Dicke praktisch unmöglich ist. Gemäß der Erfindung werden nun zunächst Löcher von größerem als den gewünschten

Durchmesser und von solcher Größe, die einfach gestanzt werden können, in Blechtafeln von entsprechend größerer Dicke gestanzt und das Metall auf die richtige Dicke aufgewalzt und dadurch die Löcher gleichzeitig auf die richtige Größe verkleinert. Es ist zu beachten, daß die endgültige Dicke des Gittermaterials sich nicht so kritisch wie die Größe der Öffnungen auf dem Steuerfaktor ίο auswirkt, so daß, wenn die geeignete Größe der Öffnungen durch das Walzen erzielt ist, die weitere Bearbeitung unterbleiben kann. Die Dicke des Materials vor dem Walzen kann durch Versuch oder auf andere Weise vorbestimmt werden, um so die gewünschte Enddicke zu erhalten, wenn die richtige Größe der Löcher durch das Walzen erhalten worden ist.

Abb. 2 zeigt eine beispielsweise Vorrichtung zum Stanzen der Löcher in die Blechtafel vor dem Walzen. Das Werkzeug besteht aus zwei Teilen 17 und 18. Dem oberen Teil 17 wird eine senkrecht auf und nieder gehende Bewegung durch bekannte Mittel erteilt. Er trägt zwei oder mehr Reihen von Stempeln 19 aus Schnelldrehstahl, z. B. Wolframstahl, und besteht aus zwei Platten 20 und 21, die durch Schrauben 22 miteinander verbunden sind, so daß, wenn sie auseinandergenommen werden, die Stempel in versenkte Löcher im Teil 21 eingesetzt werden können und sicher in der gewünschten Lage durch die fest aufliegende obere Platte 20 gehalten werden. Die untere oder feste Platte 18 des Werkzeuges besteht zweckmäßigerweise ebenfalls aus zwei Platten 23 und 24, welche durch Distanzstücke 25 so weit voneinander entfernt gehalten werden, daß ein Schlitz 26 entsteht, durch welchen die Metallplatte eingeführt wird. Der Teil 18 enthält eine mit den Stempeln im oberen Teil korrespondierende Anzahl von Öffnungen und wird in seinen verschiedenen Teilen durch Schrauben 27 zusammengehalten.

Abb. 3 zeigt das Verfahren, nach welchem die Metailtafel gestanzt .werden kann. Zwei Reihen werden gleichzeitig gestanzt, und danach wird die Platte im Schlitz 26 (Abb. 2) um ein vorbestimmtes Stück weiterbewegt, mn die nächste Lochreihe zu stanzen. Die Blechtafel hat eine größere als die benötigte Dicke, so daß die Löcher bedeutend größer sein können und dementsprechend die Stempel dicker gewählt werden können, so daß sie weniger Neigung haben, während des Stanz-Vorganges abzubrechen. Es hat sich herausgestellt, daß Stempel von 0,6 mm Durchmesser mit Leichtigkeit dauernd Nickelchromplatten oder andere gleich zähe Materialien von mehr als 0,25 mm Dicke durchdringen. Danach kann das Material heruntergewalzt werden bis auf 0,12 mm Dicke.

Die Abb. 4 stellt einen Teil derartig gestanzter Blechtafeln dar. Wenn die Tafel in einer Richtung gemäß der in der Abb. 9 gezeigten Weise gewalzt ist, werden die ursprünglich runden Öffnungen elliptisch oder länglich, wie aus der Abb. 5 ersichtlich, weil das Metall infolge des durch die Walze 28 ausgeübten Druckes kalt fließt und dabei die Form der Öffnungen gleichmäßig verzerrt.

Der letzte Arbeitsgang besteht darin, daß die Blechtafel die Vorrichtung 28 (Abb. 9) in einer zur ersten Walzrichtung senkrechten Richtung durchläuft. Dieser Arbeitsgang stellt die ursprüngliche Form jeder öffnung wieder her durch ein weiteres Fließen des Metalles und reduziert, was noch wichtiger ist, die Größe jeder Öffnung. Dieser Vorgang wird so ausgeführt, daß nach dem letzten Walzen die Öffnungen in der Blechtafel die gewünschte Größe aufweisen und die Form jeden Loches auch so gut wie möglich mit der Form der ursprünglich gestanzten Löcher übereinstimmt und die Dicke des Bleches im wesentlichen die gewünschte Stärke erreicht hat, obgleich, wie schon ausgeführt, das Einhalten der richtigen Dicke am wenigsten wichtig ist. Diese Faktoren können, einfach durch den Versuch oder durch die Rechnung bestimmt werden und sind bei demselben Material stets reproduzierbar. Selbstverständlich kann auch der Walzvorgang unterbrochen werden, nachdem die Metalltafel in einer Richtung durch die Walzen gelaufen ist, um auf diese Weise längliche Öffnungen zu erhalten, denn um Röhren mit einer bestimmten Arbeitscharakteristik auszustatten, können öffnungen ganz bestimmter Form wünschenswert sein. Die Form der Öffnungen kann laufend geändert werden, indem die Platte mehr in der einen oder in der anderen Richtung gewalzt wird, bis die richtige Größe und Form vorhanden ist.

Der Walzprozeß kann auch nützlich sein bei der Herstellung von Lochformen, welche, ganz abgesehen von der Größe der öffnungen und der Leichtigkeit der Metallbearbeitung, vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit der Herstellung aus unterbleiben müßten. Deshalb sind gemäß Abb. 7 quadratische Öffhungen mit einfach herzustellenden quadratischen Stempeln gestanzt, die sich durch Walzen in einer Richtung in rhombische Öffnungen überführen lassen, wie sie in der Abb. 8 dargestellt sind, die nicht wirtschaftlich gestanzt werden konnten infolge der Kosten von rhombisch gearbeiteten Stempeln.

Aus alledem geht hervor, daß das Verfahren gemäß der Erfindung die Erzeugung von sehr kleinen Löchern in verhältnismäßig zähem Metall in einer Weise erlaubt, wie sie nach früher bekannten Verfahren nicht zu er-

halten waren, und eine wesentliche größere Genauigkeit der Form, der Größe und des Abstandes der Löcher ermöglicht, weil die Löcher leichter und sauberer zu stanzen sind, wenn sie eine genügende Größe vor dem Walzprozeß besitzen. Infolge des hohen Genauigkeitsgrades sind die endgültig erhaltenen Löcher stets mit der gleichen Zuverlässigkeit herzustellen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Steuergittern in Form von durchlochten Blechplatten, insbesondere für Entladungsgefäße mit lichtbogenartiger Ent-

   ladung, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise aus Nickelchrom o. dgl. bestehende Blechplatten von größerer als der für die Steuergitter gewünschten Dicke verwendet und in diese Löcher von größerer als der für die Steuergitter gewünschten Weite gestanzt werden, und daß alsdann die Weite der gestanzten Löcher durch Auswalzen der Blechplatten auf eine geringere Dicke verringert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein- oder mehrmaliges Auswalzen der Platten in der Längs- und/oder in der Querrichtung erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen