DE706877C

DE706877C - Discharge tubes made of ceramic material

Info

Publication number: DE706877C
Application number: DET46008D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Passarge
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1935-11-14
Filing date: 1935-11-14
Publication date: 1941-06-07

Description

Entladungsröhre aus keramischem Werkstoff Die Erfindung betrifft den konstruktiven Aufbau einer Entladungsröhre für die Zwecke der Erzeugung, Verstärkung und Gleichrichtung von Wechselspannungen.Ceramic material discharge tube The invention relates to the structural design of a discharge tube for the purposes of generation, amplification and rectification of alternating voltages.

Es ist eine Reihe von Vorschlägen bekannt, beim Aufbau von Entladungsröhren keramische Baustoffe zu verwenden. Beispielsweise hat man das Vakuumgefäß ,aus Porzellan oder einer anderen keramischen Masse hergestellt. Außerdem ist es bekannt, Anoden nicht aus Blech, sondern aus einem keramischen Formkörper herzustellen, der auf der der Kathode zugewandten Seite eine Metallschicht trägt. Es ist ferner bekannt, bei Röhren mit keramischer Gefäßwandung die Durchführungen aus metallisierten Keramikröhrchen herzustellen. In jedem Falle wurden aber nur @einzelne Teile der Röhre aus keramischean. Baustoff angefertigt und diese -dann mit Metallelektroden zusammengebaut.A number of proposals are known for the construction of discharge tubes to use ceramic building materials. For example, you have the vacuum vessel made of porcelain or another ceramic mass. It is also known to have anodes not to be made from sheet metal, but from a ceramic molded body that is based on the side facing the cathode has a metal layer. It is also known In the case of tubes with ceramic vessel walls, the feedthroughs made of metallized ceramic tubes to manufacture. In each case, however, only individual parts of the tube were made of ceramic. Made of building material and then assembled with metal electrodes.

Es ist bekannt, daß Schwingungssysteme, welche Kondensatoren oder Selbstinduktionen; enthalten, in Abhängigkeit von der Temperatur ihre Resonanzfrequenz. in störender Weise ändern, falls nicht besondere Vorkehrungen dagegen getroffen werden. Es hat) jedoch wenig Sinn, das Resonanzsystezn temperaturunabhängig auszubilden, wenn es mit einer Röhre zusammenarbeiten soll, deren Elektrodenabstände sich unter dem Einfluß von Temperaturschwankungen ändern und damit zu einer Verstimmung Anlaß geben. Diesem Übelstande soll .durch die Erfindung abgeholfen werden.It is known that vibration systems, which capacitors or Self-induction; contain, depending on the temperature, their resonance frequency. change in a disruptive manner, unless special precautions have been taken will. However, there is little point in making the resonance system independent of temperature, if it is to work with a tube whose electrode spacing is below change the influence of temperature fluctuations and thus cause an upset give. The invention is intended to remedy this inconvenience.

Zu diesem Zweck wird eine Entladungsröhne aus keramischem Werkstoff in der Weise ausgebildet, ,daß gemäß der Erfindung alle Bauteile :der Röhre aus keramischen Formkörpern bestehen, von denen die als Elektroden dienenden Teile mit einer Ob@erflächenmetallisierung versehen sind und de Gefäßwand sowie die verschiedenen Elektroden bildenden Teile mit Fassungen ineinandergreifen. Dadurch wird einerseits erreicht, daß alle den Entladungsvorgang beeinflussenden Daten, z. B. der Elektrodenabstand oder die Elektrodenform, durch das praktisch temperaturunabhängige keramische Grundmaterial gegeben sind. Andererseits bedeutet die Verwendung eines einzigen Baustoffes für alle Röhrenteile und die Möglichkeit, für die Fertigstellung der Einzelteile und :den Zusammenbau der Röhre mit wenigen für ,alle Teile gleichartigen Arbeitsgängenauszukommen;einq im Hinblick auf Massenfabrikation sehr vorteilhafte Vereinfachung der Herstellung.A discharge tube made of ceramic material is used for this purpose designed in such a way that according to the invention all components: the tube from Ceramic moldings exist, of which the parts serving as electrodes with a surface metallization are provided and the vessel wall and the various Electrode-forming parts interlock with sockets. This will on the one hand achieves that all data influencing the discharge process, e.g. B. the electrode spacing or the shape of the electrodes, thanks to the practically temperature-independent ceramic base material given are. On the other hand means the use of a single building material for all tube parts and the possibility for finishing the items and : the assembly of the tube with few for all parts to get by with similar operations; aq very advantageous simplification of manufacture with regard to mass production.

Die nach den angegebenen Grundsätzen gebaute Röhre zeichnet sich u. a. auch dadurch aus, daß ihre Herstellung auf maschinellem Wege mit sehr geringen Toleranzen möglich ist. Das Pressen der einzelnen keramischen Körper geht auf überaus einfache Weise vor sich, und auch die Herstellung der Metallüberzüge kann mit großer Gleichmäßigkeit erfolgen.The tube built according to the stated principles is characterized u. a. also from the fact that their production by machine is possible with very small tolerances. The pressing of each ceramic The body goes on in an extremely simple way, and so does the making of the metal coatings can be done with great uniformity.

Da keramische Massen in verschiedenen Abarten so hergestellt werden können, daß sie allen Anforderungen an Vakuumfestigkeit, dielektrischer Verlustfreiheit und mechanischer Stabilität genügen und ein weiterer Vorzug keramischer Massen darin besteht, daß ihre Wärmeausdehnungszitfer äußerst gering ist, kann man bei geeigneter Zusammensetzung erreichen, daß die bei Ertvärmung der Röhre eintretende Änderung der Elektrodenabstände so klein ist, daß ihr Einfluß auf die Abstimmung der eingeschlossenen Schwingungssysteme vernachlässigt werden darf. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die verschiedenen Teile aus keramischen Massen verschiedener Zusammensetzung herzustellen, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten hinsichtlich der absoluten Größe und gegebenenfalls auch des Vorzeichens verschieden sind; auf diese Weise läßt sich unter Umständen eine vollständige Kompensation des Wärmeeinflusses auf die elektrischen Größen der Röhre erzielen.Because ceramic masses are produced in this way in different varieties can that they meet all requirements for vacuum resistance, dielectric loss-free and mechanical stability and a further advantage of ceramic masses therein is that their thermal expansion is extremely low, you can with appropriate Composition achieve the change that occurs when the tube is heated the electrode spacing is so small that its influence on the coordination of the included Vibration systems can be neglected. There is another possibility therein, the different parts of ceramic masses of different composition produce whose thermal expansion coefficient in terms of absolute size and, if necessary, also have different signs; in this way you can possibly a complete compensation of the heat influence on the electrical Achieve sizes of the tube.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the inventive concept is shown in the drawing shown.

Als Kathode der Entladungsröhre dient ein keramischer Hohlkörper a, dessen äußere Oberfläche mit einer Metallschicht b überzogen ist. Der in den Entladungsraum hineinragende Teil der Kathode trägt eine aktive Emissionsschicht c, die in an sich bekannter Weise aus Thorium- oder einem Erdalkalioxyd bestehen möge. Innerhalb des Hohlkörpers a befindet sich das Heizelement d, das außerhalb des Vakuums liegt und die Kathode so ,weit erwärmt, daß die aktive Schicht(- die Emissionstemperatur erreicht. Der Hohlkörper a kann unverschlossen bleiben, so daß sich das Heizelementd ohne Schwierigkeiten auswechseln läßt. Man kann den Hohlraum aber auch abschließen und beispielsweise mit einer inerten Gasatmosphäre füllen. Die Gitterelektrode besteht aus einem keramischen Formkörper e, in den die Kathode hineinragt. Der Körper e hat die Gestalt eines einseitig verschlossenen Zylinders, der im Bereich des Entladungsraumes mit Durchbrechungen g versehen ist. Die Oberfläche des keramischen Körpers besitzt innen oder/und außen einen Metallüberzug f. Ferner ist ein zylindrischer Mantel lt vorhanden, der innen und außen mit metallischen Belegungen 1, k versehen ist. Dieser Teil bildet die Anode und gleichzeitig einen Teil der Gefäßwand. Um die vorerwähnten Teile der Röhre miteinander zu verbinden, sind Isolierstücke 1, m vorgesehen, die ebenfalls aus keramischer Masse bestehen und vakuumdicht mit den anschließenden Teilen verbunden sind. Die Verbindung kann entweder durch Zwischengläser oder auch durch Lötflämmchen hergestellt werden; im letzteren Falle sind die zu verbindenden Flächen mit einem Lötmetall zu überziehen und unter Erwärmung auf die Schmelztemperatur des Lotes und erforderlichenfalls unter Beifügung eines Flußmittels aneinanderzupressen. Um die Entlüftung des Entladungsgefäßes zu ermöglichen, kann an einer geeigneten Stelle, beispielsweise in einem der Verbindungsstücke 1, nt oder auch in einer von den Elektroden ein Pumpröhrchen eingebettet werden. Der Anschluß der einzelnen Elektroden an die verschiedenen Schaltelemente gestaltet sich bei der gezeichneten Ausführungsform überaus einfach, da sämtliche als Elektroden dienenden Metallschichten nach außen fortgesetzt und ohne Schwierigkeit zugänglich sind. Die Anschlüsse können z. B. durch um die betreffenden Organe herumgelegte Schellen erfolgen. Es ist selbstverständlich nicht notwendig, die ganze Außenseite der einzelnen keramischen Tragkörper zu metallisieren, sondern es genügt selbstverständlich auch, die Metallisierung in Form eines Bandes bis zu jener Stelle auszuführen, wo die Verbindung mit den äußeren Schaltelementen erfolgen soll. Es bereitet auch keine Schwierigkeiten, geeignete Kontaktorgane in die keramischen Massen einzubetten.A ceramic hollow body a, the outer surface of which is coated with a metal layer b, serves as the cathode of the discharge tube. The part of the cathode protruding into the discharge space carries an active emission layer c, which may consist of thorium or an alkaline earth oxide in a manner known per se. Inside the hollow body a is the heating element d, which is outside the vacuum and heats the cathode to such an extent that the active layer (- reaches the emission temperature. The hollow body a can remain unlocked so that the heating element d can be exchanged without difficulty. The cavity can also be closed off and filled, for example, with an inert gas atmosphere. The grid electrode consists of a ceramic shaped body e into which the cathode protrudes. The body e has the shape of a cylinder closed on one side, which is provided with openings g in the area of the discharge space The surface of the ceramic body has a metal coating on the inside and / or outside f. Furthermore, there is a cylindrical jacket lt , which is provided inside and outside with metallic coatings 1, k. This part forms the anode and at the same time part of the vessel wall. In order to connect the aforementioned parts of the tube to one another, insulating pieces are used e 1, m provided, which also consist of ceramic mass and are connected in a vacuum-tight manner to the adjoining parts. The connection can be made either by intermediate glasses or by soldering flames; in the latter case, the surfaces to be connected are to be coated with solder and pressed together with heating to the melting temperature of the solder and, if necessary, with the addition of a flux. In order to enable the discharge vessel to be vented, a pump tube can be embedded at a suitable location, for example in one of the connecting pieces 1, nt or also in one of the electrodes. The connection of the individual electrodes to the various switching elements is extremely simple in the embodiment shown, since all of the metal layers serving as electrodes are extended to the outside and are accessible without difficulty. The connections can, for. B. be done by wrapped around the organs in question. It is of course not necessary to metallize the entire outside of the individual ceramic support bodies, but it is of course also sufficient to carry out the metallization in the form of a band up to the point where the connection with the outer switching elements is to take place. It is also not difficult to embed suitable contact organs in the ceramic masses.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Discharge tube made of ceramic material, thereby characterized in that all components of the tube consist of ceramic moldings, of which the parts serving as electrodes have a surface metallization are provided and that the vessel wall and the various electrodes forming parts mesh with fits.

2. Discharge tube according to claim i, characterized in that that the interlocking points of two ceramic parts are conical are, as a rule, such that the taper towards the interior of the tube too runs.

3. Discharge tube according to claim i, characterized in that the metal layers serving as electrodes or electrode leads and shielding the ceramic parts are made by burning on or by electroplating.

Discharge tube according to Claim i, characterized in that the heating element for the space containing the cathode is separated from the discharge space in a vacuum-tight manner.

5. Discharge tube according to claim i, characterized in that the metal coatings serving as electrodes out on the ceramic moldings and with serving as a feed Extensions are provided or that the ceramic moldings in question are metallized over the entire surface.

6. Discharge tube according to claim i, characterized characterized in that the items are soldered together in a manner known per se are.