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Entladungsgefäß aus keramischem Werkstoff, insbesondere für Kleingleichrichter
Man ist in letzter Zeit dazu übergegangen, das für die Wandungen elektrischer Entladungsgefäße
bisher allgemein verwendete Glas durch andere, beispielsweise durch keramische Werkstoffe
zu ersetzen. Es sind bereits Entladungsgefäße bekannt, deren Gefäß aus mehreren
keramischen Teilen zusammengesetzt ist, wobei für die Stromeinführungen kleine,
durch metallische Kappen verschlossene Öffnungen und zur Aufnahme der Kathode eine
größere Öffnung vorgesehen ist, die ebenfalls durch eine metallische Kappe abgeschlossen
ist. Derartige Gefäße haben jedoch den Nachteil, daß ihre Herstellung mit Schwierigkeiten
verbunden ist, da eine vakuumdichte und mechanisch feste Verbindung zwischen den
einzelnen keramischen Teilen eine besondere Sorgfalt bei der Herstellung erfordert.
Man hat auch bereits daran gedacht, bei elektrischen- Entladungsgefäßen aus Glas
den Quetschfuß durch eine keramische Platte zu ersetzen, in die die Stromzuführungen
mittels eines Glasflusses vakuumdicht eingesetzt sind. Der Nachteil einer solchen
Konstruktion liegt in der Notwendigkeit, .sämtliche Stromzuführungen auf einem verhältnismäßig
begrenzten Raum, nämlich an der keramischen Platte, anzuordnen. Dadurch entstehen
in elektrischer Hinsicht häufig Unzuträglichkeiten, insbesondere hohe dielektrische
Verluste bei Kurzwellenröhren.
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Die Nachteile der obererwähnten Entladungsgefäße werden durch die
Erfindung vermieden. Die Erfindung betrifft ein Entladungsgefäß aus keramischem
Werkstoff, insbesondere für Kleingleichrichter, dessen Gefäß mit kleinen zur Aufnahme
der Stromzuleitungen dienenden Öffnungen sowie mit einer größeren Öffnung versehen
ist, wobei .sämtliche Öffnungen mit Kappen verschlossen sind. Die- Erfindung besteht
darin, daß das Gefäß aus einem einzigen Stück besteht und die größere Öffnung .so
ausgebildet und angeordnet ist, daß durch sie die Elektroden eingebracht werden
können und daß die zum Verschließen der Öffnungen dienenden: -metallischen oder
keramischen Kappen mittels Hartlötung .an den vor dem Lötprozeß mittels Eisenpulver
metallisierten Verbindungsstellen befestigt sind. Dabei ist es nach der Erfindung
möglich, alle Öffnungen des Gefäßes in einem einzigen Arbeitsgang mittels dieses
besonderen Leitungsverfahrens zu verschließen. Außerdem gestattet die Erfindung
die Herstellung eines mechanisch äußerst festen Gefäßes, da Verbindungsstellen zwischen
größeren Wandungsteilen gänzlich vermieden sind.
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Das Verschließen der Öffnungen erfolgt durch Auflöten von Kappen aus
Metall oder aus keramischen Werkstoffen mittels eines Hartlotes, nachdem man die
betreffenden keramischen Teile zuvor metallisiert hat. Das Metallisieren geht in
der Weise vor sich, daß man Eisenpulver auf die zu metallisierende Stelle aufbringt
und dann das ganze im Vakuumofen so weit erhitzt, daß die Metallschicht auf der
keramischen Unterlage festsintert, ohne daß eine leichter flüchtige Komponente
der
keramischen Unterlage in schädlicher Weise mit der Metallschicht -reagiert. Bei
einer derartigen Metällisierung (empfiehlt es sich, bei Temperaturen zwischen 126o
und 1270' C zu arbeiten, da es sich gezeigt hat, daß sich in diesem Temperaturbereich
besonders gut lötfähige Metallschichten ausbilden. Das genannte Hartlötungsverfahren,
bei dem die Verbindungsstellen vor dem Lötprozeß mittels Eisenpulver metallisiert
sind, ist bereits vorgeschlagen worden. Das Verlöten dieser so vorbereiteten Stellen
mit dem Metallkörper erfolgt zweckmäßig im Wasserstoffofen unter Verwendung eines
Silberlotes oder eines anderen Hartlotes.
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Der in gleicher Weise aufgelötete Pumpstutzen wird nach der Evakuierung
des Gefäßes und gegebenenfalls nach der Einfüllung der Kathodenflüssigkeit, beispielsweise
des Quecksilbers, ebenfalls mittels eines Lotes, z. B. Silber, abgeschmolzen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Mit i ist der keramische Körper bezeichnet, der an der einen Stirnseite
Öffnungen 2, 3 und q. aufweist, die entweder zur Durchführung der Anodenzuleitungen
oder als Anschlüß für den Pumpstutzen dienen. An der gegenüberliegenden Stirnseite
ist eine öffnung 5 vorgesehen, die nach dem Verschließen durch die Metallkappe 6
zur Aufnahme der Kathodenflüssigkeit dient. Die Metallkappe 6 ist ebenso wie die
übrigen Kappen 7 und 8 nach dem oben beschriebenen Verfahren auf den keramischen
Körper aufgelötet. Auch der Pumpstutzen 9 ist an der Stelle io in gleicher Weise
mit dem keramischen Körper verbunden. Die Herstellung des keramischen Entladungsgefäßes
geht nach der Erfindung am besten in der Weise vor sich, daß zunächst die Zuführungen
zu den Anoden i i und der Anodenschutzschirm 12 eingesetzt werden, worauf die Anodenköpfe
selbst durch die Öffnung 5 eingebracht werden. Nach Aufsetzen der Kappe 6 und des
Pumpstutzens 9 kann dann der Lötprozeß beginnen, nachdem gemäß der Erfindung die
betreffenden Stellen des Körpers zuvor metallisiert worden sind. Nach der Lötung
kann man durch den Pumpstutzen 9 das Kathodenquecksilber 13 einbringen und danach
das Gefäß evakuieren. Die vakuumdichte Ab schmelzung erfolgt dann unter Verwendung
eines Lotes 14 an den Stellen 15 und 16.
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In der Fig. 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein Glühkathodengleichrichter
dargestellt. Das Gefäß 21 weist enge Öffnungen 22, 23, 25 und 26 auf, durch die
die Elektrodenzuleitungen geführt sind. Auf die Öffnung 24 wird auch hier ein Metallrohr
27 aufgesetzt, das als Pumpstutzen dient und nach der Evakuierung in der bei Fig.
i beschriebenen Weise abgeschmolzen wird. Mit 28 ist die Glühkathode bezeichnet;
ihr gegenüber sind die Anoden 29 und 30 angeordnet, die durch die Öffnung
31 in das Gefäß eingebracht werden. Nach Aufsetzen der Kappen und des Pum.prohres
27 wird das Gefäß gelötet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen auch
die für den Abschluß der Öffnungen 22, 23, 25, 26 und 31 verwendeten Kappen aus
keramischem Werkstoff. Es ist daher notwendig, vor dem Lötprozeß sowohl die zu lötenden
Stellen des keramischen Hohllkörpers 21 als auch die Kappen nach dem bereits beschriebenen
Verfahren zu metallisieren.
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Elektrische Entladungsgefäße nach der vorliegenden Erfindung lassen
sich in einfacher Weise gegebenenfalls auch durch weniger geübte Kräfte herstellen.
Es kann auch bis zur Fassungsgrenze des Ofens eine größere Anzahl von Gefäßen gleichzeitig
nach dem oben beschriebenen Verfahren metallisiert und gelötet werden. Aus diesen
Gründen werden sie in der Herstellung billig, und Entladungsgefäße mit flüssiger
Kathode weisen im Betriebe außerdem noch den Vorteil einer guten Kühlmöglichkeit
des Kathodenquecksilbers auf, das nur durch den Boden der gut wärmeleitenden Metallkappe
von der Außenluft getrennt ist. Die Kühlwirkung läßt sich leicht noch dadurch steigern,
daß man beispielsweise mittels eines Ventilators ein Kühlmittel (Luft, Wasser, Öl)
an der Wandungsstelle vorbeibewegt, an der .sich der Quecksilberteich befindet.