DE625330C - Verfahren zur Herstellung von Vakuumroehren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. FEBRUAR 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 625330 KLASSE 21g GRUPPE 13 so

Siemens-Reiniger-Werke Akt.-Ges. in Berlin*)

Verfahren zur Herstellung von Vakuumröhren

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Juli 1932 ab

Bei der Herstellung von Vakuumröhren, insbesondere solchen für hohe Spannungen, wie Röntgenröhren, Hochspannungsgleichrichtern o. dgl., ist es bekanntlich erforder-Hch, beim Pumpprozeß die Innenbauteile der Röhre sorgfältig zu entgasen. Dies geschieht durch Erhitzen der Metallteile durch Wirbelstrom, Elektronenauf prall' oder Ionenaufprall. Auch bei sorgfältigster Entgasung muß eine solche Röhre, nachdem sie von der Pumpe abgezogen ist, noch einlaufen, d. h. die Röhre muß längere Zeit betrieben und die Spannung dabei langsam bis zur höchsten Betriebsspannung gesteigert werden,

Es ist ferner bekannt, beim Entgasen von Vakuumröhren für verhältnismäßig kurze Zeiten Spannung an die Elektroden zu legen und diese Spannung wieder zu unterbrechen, bevor eine Glimmentladung einsetzt. Dabei wurden Einschaltzeifen von der Dauer von einigen Sekunden oder mehr angewendet. Weiterhin ist es bekannt, Vakuumröhren, insbesondere solche für hohe Spannungen, durch an die Röhre gelegte Hochfrequenzspannungen zu entgasen.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung dagegen werden die für äußerst kurze Zeiten an die Vakuumröhre gelegten Spannungsstöße durch Verwendung einer Stoßspannungs- anlage oder einer anderen derartig kurzzeitige Spannungsstöße liefernde Anlage erzeugt, so daß diese Spannungsstöße nur für eine Dauer von io-⁶ bis höchstens io^-2 Sekunden, an der Röhre liegen.

Dabei hat sich nun gezeigt, daß die Röhre ganz wesentlich verbessert wird, wenn die Röhre beim Pumpen bzw. beim Einlaufen statt, wie bisher, mit Gleich- oder Wechselspannung, mit Stoßspannung betrieben wird.

In der Abb. 1 ist eine an sich bekannte Schaltungsanordnung für eine Stoßspannungsanlage wiedergegeben, die zur Ausübung des neuen Verfahrens Verwendung finden kann.

Die von demHochspannungstransformator ι gelieferte Wechselspannung wird mittels des Glühkathodenventils 2 und des Kondensators 3 in Gleichspannung Umgewandelt. Durch diese Gleichspannung werden über die Widerstände4 · bis 14 die Kondensatoren 15 bis 20 aufgeladen. Bei einer bestimmten, von der Einstellung der Funkenstrecken 21 bis 25 abhängigen Spannung sprechen diese Funkenstrecken gleichzeitig an. Dadurch werden die Kondensatoren 15 bis 20 hintereinandergeschaltet, so daß, wenn, wie in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel, sechs' Kondensatoren verwendet sind, zwischen den Punkten 26 und 32 im Augenblick .des Ansprechens der Funkenstrecken stoßartig eine Spannung auftritt, die, wenn man die verhältnismäßig kleinen Spannungsverluste in der Anlage vernachlässigt, sechsmal so groß wie die Lade-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Walther Müller in Rudolstadt.

spannung, ist. Infolge von hochfrequenten Vorgängen wird die Spannung zwischen den Punkten 26 und 32 sogar noch über den sechsfachen Betrag der Ladespannung hinaus erhöht. Damit die Kondensatoren 15 bis 20 aufgeladen werden können, muß einer der Punkte 27 bis 32 mit Erde verbunden sein. Diese "Verbindung erfolgt zweckmäßig iiber einen Widerstand oder eine Drosselspule 33, die verhindert, daß der beim Ansprechen einer Funkenstrecke erzeugte Spannungsstoß, der¹ das gleichzeitige Ansprechen der übrigen Funkenstrecken bewirken soll, zur Erde abgeleitet wird.

t5 Soll nun z. B. eine Röntgenröhre 34 nach dem neuen Verfahren gepumpt werden, so ist sie mit ihrer Kathodenseite an den Punkt 32, mit ihrer Antikathodenseite an den Punkt 26 anzuschließen. Damit durch die Röntgenröhre, wenn ihre Kathode auf Emissionstemperatur erhitzt wird, was jedoch nicht in allen Fällen notwendig ist, nicht die Stoß Spannungsanlage beim Laden überbrückt wird, ist noch die Funkenstrecke 35 vorgesehen, die gleichzeitig mit den Funkenstrecken 21 bis 25 anspricht. Um zu verhindern, daß durch die Spannungsstöße die Pumpleitung 36 oder der Heizstromtransformator 37 oder andere empfindliche Teile beschädigt werden, empfiehlt es sich, die Erdung ■ der Stoßspannungsanlage so anzubringen, daß sich die diesen Einrichtungen 36, 37 näher liegende Elektrode der Röntgenröhre, im vorliegenden Falle also die Kathodenseite, auf Erdpotential oder nahe dem Erdpotential befindet; es wird demnach z. B. der Punkt 31 oder 32 geerdet. Durch , den Widerstand 4 und den entsprechend groß bemessenen Kondensator 3 wind dabei verhindert, daß die Stoßspanriung auf das Glühkathodenventil 2 • übergehen kann. ■

Aus der Abb. 2 ist ersichtlich, auf welche Weise eine HochspannungsventilröhreäS beim Pumpen an die Einrichtung gemäß Abb. 1 anzuschließen ist.

Da eine Ventilröhre, im Gegensatz zu einer Röntgenröhre, bei der Polung, bei welcher sie (die Ventilröhre) nicht stromdurchlässig ist, hohen Spannungen widerstehen muß, wird sie auch bei der Belastung mit Stoßspannung so geschaltet, daß dia Glühkathode an den positiven, die ""Anode an dem negativen Pol der Stoßspannuhgsanlage angeschlossen ist. Da die Ventilröhre in dieser Schaltungsanordnung nicht stromdurchlässig ist, kann die Funkenstrecke 35 in Wegfall kommen. Um auch hier' eine Beschädigung der Pumpleitung 3:9: zu verhüten, empfiehlt es sich, den positiven Pol der Stoßspannungsanlage zu erden oder wenigstens dem Erdpotential nahezubringen, also z. B. die Erdung über einen dem Widerstand 33 entsprechenden Widerstand an dem Punkt 27 oder 28 anzubringen. Es hat sich gezeigt, daß eine Vakuumröhre beim Betrieb mit Stoßspannung mit einer um 6g etwa 70 bis 100 % höheren Spannung belastet werden kann als beim Betrieb mit Gleich- oder Wechselspannung. Wird die Vakuumröhre, vorteilhaft nachdem ihre Elektroden in der an sich bekannten Weise in der Hauptsache entgast sind, mit Stoßspannung belastet, so kann die Spannung wesentlich über die Betriebsspannung bzw. über die bisher beim Pumpen verwendete Spannung hinaus, vorteilhaft bis etwa zur doppelten Βε· triebsspannung, gesteigert werden. Eine so hergestellte Röhre weist schon vor dem Einlaufen eine höhere Spannungssicherheit auf als eine nach den bisher bekannten Verfahren gepumpte Röhre.

Das Verfahren gemäß der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Anwendung von Stoß spannungen beim Pumpprozeß. Versuche haben nämlich gezeigt, daß eine in üblicher Weise gepumpte Röhre an Stoßspannung nicht nur-rascher einläuft, sondern daß die Gefahr einer Zerstörung der Röhre beim Einlaufen wesentlich vermindert ist und vor allem, daß eine so behandelte Röhre, zumal wenn die Stoßspannung wesentlich über den Wert der Betriebsspannung gesteigert wurde, eine größere Spannungssicherheit aufweist als eine in gleicher Weise gepumpte Röhre, die an Gleich- oder Wechselspannung eingelaufen war. Eine an Gleich- oder Wechselspannung eingelaufene Röhre konnte auch durch ein zweites Einlaufen an Stoßspaniiung wesentlich verbessert werden. Die beiden Verfahren können auch vereinigt werden und eine mit Stoßspannung gepumpte Röhre kann durch Einlaufen an Stößspannung noch weiter verbessert werden.

Wie bereits erwähnt wurde, kann eine Entladungsröhre bei Stoßspannungsbetrieb mit wesentlich höheren Spannungen belastet werden als bei anderen Betriebsarten. Infolgedessen ist der Entgasungsprozeß wirksamer als bei anderen Verfahren, Ein anderer Vorteil gegenüber den bekannten Verfahren ist durch die Pausen zwischen den einzelnen Spannungsstößen bedingt. In diesen Pausen können die Gasmengen, die während eines Spannungsstoßes freigeworden sind, abgesaugt werden, ohne.daß sie zu weiteren elektrischen Entladungen Anlaß geben, die insbesondere wegen der Elektrodenzerstäubung und der Durehschlagsgefahr unerwünscht sind. '

An Stelle einer Stoßspannungsanlage kann auch ein einzelner Kondensator verwendet werden. In diesem Falle empfiehlt es sich, der Vakuumröhre einen Widerstand oder eine

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Drosselspule parallel zu schalten, um die Spannung stoßartig für kurze Zeit an die Vakuumröhre zu legen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Vakuumröhren, insbesondere solchen für hohe Spannungen, die als dauernd geschlossene Röhren von der Pumpe getrennt betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß an die Vakuumröhre stoßartig und für sehr kurze Zeit eine hohe, durch eine Stoßspannungsanlage oder eine andere derartig kurzzeitige Spannungsstöße liefernde Anlage erzeugte Spannung gelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer Stoßspannungsanlage ein Kondensator verwendet wird, der ein oder mehrmals über die Vakuumröhre entladen wird, wobei zur Erzielung entsprechend kurzer Belastungszeiten vorteilhaft der Vakuumröhre ein Widerstand oder eine Drosselspule parallel geschaltet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für sehr kurze Zeit stoßartig an die Vakuumröhre gelegte Spannung die Betriebsspannung der Vakuumröhre wesentlich übersteigt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wiederholt für sehr kurze Zeit an die Vakuumröhre gelegte Spannung bis ungefähr zum doppelten Wert der Betriebsspannung gesteigert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Entlüftung von Vakuumröhren während des Auspumpens der Vakuumröhren angewendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol des Entladungsgefäßes geerdet ist oder geringere Spannung gegen Erde hat als der andere Pol.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es beim Einlaufen der von der Pumpe abgetrennten Röhren angewendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen