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Elektronenentladungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen
an Hochfrequenzhochleistungsröhren und insbesondere auf die Anwendung einer neuen
Technik beim Entwurf der Röhre, soweit es sich um den konstruktiven Aufbau handelt.
Die erfindungsgemäße Röhre überwindet ernstliche Schwierigkeiten der bisherigen
Röhrenkonstruktionen, und zwar hinsichtlich der Konstruktion, des Betriebes, der
Instandhaltung der Röhre usw.
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Die Erfindung wird im folgenden der besseren Anschaulichkeit halber
an Hand einer Dreipolröhre erläutert, wobei jedoch zu beachten ist, d@aß die Erfindung
nicht auf diese spezielle Röhrenart beschränkt ist. Entsprechend der allgemeinen
Übung, die man beim Entwurf von Dreipolröhren befolgt, sind die drei wesentlichen
Elektroden, nämlich die Kathode, das Gitter und die Anode. konzentrisch zueinander
angeordnet, wobei jede Elektrode beim Betrieb der Röhre eine ganz bestimmte Funktion
zu erfüllen hat. Beispielsweise hat die Kathode die Aufgabe, eine Quelle von Elektronen
darzustellen, wobei die Kathode direkt oder indirekt geheizt sein kann, und das
Gitter befindet sich in unmittelbarer Nähe der Kathode und der Anode. Das Gitter
steuert auf elektronischem Wege den Elektronenfuß zwischen der Anode und der Kathode,
woben das Gitter einen netzartigen Aufbau besitzt, der aus Drähten oder Stäben,
die in einem Abstand angebracht sind, bestehen kann, so daß die Elektronen, welche
von der Kathode zur Anode laufen, das Gitter passieren können. Da die Aufgabe des
Gitters in der Steuerung des Elektronenstroms besteht, ist es im hohen Grade wichtig,
jede Stromaufnahme oder Elektronenaufnahme
durch das Gitter zu vermeiden,
weil dies zu einer unerwünschten Erhitzung des Gitters führen könnte. Es wird dabei
natürlich berücksichtigt, daß eine gewisse Erwärmung des Gitters praktisch nicht
ganz zu vermeiden ist, aber es ist wichtig, daß die Betriebstemperatur des Gitters
nicht so hoch steigt, daß eine Elektronenemission des Gitters begünstigt wird.
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Bei einer bekannten Bauart besteht die Kathode aus einer Mehrzahl
von Wolframdrähten, die zylindrisch angeordnet sind. Jeder Kathodendraht ist an
seinen beiden Enden starr befestigt. Am oberen Ende sind die Kathodendrähte miteinander
verschweißt und bilden einen verdickten Ring. Die unteren Enden der verschiedenen
Drähte sind mit Kathodentragstangen verbunden. Die ganze Konstruktion ist korbähnlich
und trägt sich selbst. Die zylinderischen Drähte bzw. der Zylinder selbst besitzt
eine gegenüber seinem.Durchmesser große Länge, und daher ist die mechanische Anordnung
nicht widerstandsfähig, sondern die Kathodendrähte können vibrieren, sich verwerfen
od. dgl. Eine Verwerfung kann durch die thermische Expansion der einzelnen Kathodendrähte
auftreten, und da diese .an ihren Enden starr befestigt sind, führt diese Expansion
tatsächlich zu einer Formänderung des Kathodenaufbaus. Eine solche Formänderung
ist bei einem geringen Abstand zwischen Gitter und :Kathode äußerst gefahrbringend.
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Eine weitere höchst unerwünschte Eigenschaft von korbähnlichen Konstruktionen
der -Kathodebesteht darin, daß naturgemäß erhebliche freie Innenräume gebildet werden,
welche zu einer Ionenwanderung Anlaß geben.
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Alle die obererwähnten Schwierigkeiten, die an der Kathode auftreten,
bestehen auch für die Gitterkonstruktion der bekannten Röhren. Das Gitter besteht
aus einer spiraligen Anordnung, die in unmittelbarer Nachbarschaft der Kathodendrähte
angebracht ist. Es liegt auf der Hand, daß bei einer solchen Gitterkonstruktion
keine elektronenoptischen Kunstgriffe, zur Verminderung, des Gitterstroms angewendet
werden können.
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Die Anode, welche das Gitter umgibt, besteht aus einem Zylinder aus
einem Stoff von hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise von Kupfer; und wird für
die Erreichung von Kühlwirkungen benützt. Die äußere Oberfläche der Anode wird üblicherweise
durch einen Luftstrom gekühlt, der längs einer Vielzahl von Kühlrippen entlang streicht
oder mit Hilfe von Kühlwasser, welches die äußere Anodenfläche bespült:, Die erwähnten
Schwierigkeiten bei der bekannten Röhre können zusammengefaßt folgendermaßen aufgezählt
werden: Eine sich selbst tragende Kathode ist nicht auf Röhren für sehr große Leistungen
anwendbar, insbesondere wenn nur ein geringer Abstand zwischen Kathode und Gitter
vorhanden ist. Ferner treten magnetische Wirkungen auf und es sind außerdem lange
Wege im Gas vorhanden. Die Kathodendrähte sind nicht unabhängig voneinander montiert
und die Anordnung weist einen hohen Blindwiderstand auf. Eine Röhrenkonstruktion,
welche die Schwi.erikeiten vermeidet oder erheblich verkleinert, macht es möglich,
eine Hochfrequenzhochleistungsröhre zü entwerfen, welche verbesserte Betriebseigenschaften
besitzt, da -man die kritischen Toleranzen zwischen den Elementen der Röhre viel
genauer einstellen kann. Dieses Ergebnis wird durch eine neue Technik oder einen
Herstellungsweg erreicht, der im folgenden beschrieben wird.
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Ein Zweck der Erfindung besteht darin, eine einheitlicheRöhrenkonstrüktion
anzugeben, die auf der Anwendung einer neuen Fabrikationstechnik und/oder der Anwendung
einer neuen Befestigung der Konstruktionselemente in der Röhre beruht.
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Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, die Einzelteile der
Röhre, welche elektronisch arbeiten, mechanisch so zu konstruieren, daß diese Einzelteile
bezüglich ihrer funktionellen Eigenschaften zu Standardteilen werden, unabhängig
davon, welche Gesamteigenschaften von einer bestimmten gegebenen Röhre verlangt
werden.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Röhrenkonstruktion,
die grundlegend von den bisherigen Konstruktionen abweicht, und zwar dadurch, daß
die verwendete Technik die Herstellung der Einzelteile in Übereinstimmung mit einem
Normalisierungsplan beinhaltet, der sich auf den Zusammenbau der Einzelteile bezieht,
wobei diese Einzelteile-nur bezüglich ihrer Größe und/oder bezüglich ihrer Zahl
variieren, so daß die speziellen Röhreneigenschaften im Einzelfall ohne Abweichung
von ,der grundsätilichen Konstruktion erreicht werden können. Es wird daher auf
diese Weise ein weiterer Variationsbereich möglich gemacht, und zwar bezüglich der
Größe, der Röhrenleistung usw., ohne daß die Röhre stets in jedem einzelnen Fall
neu konstruiert werden müßte.
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Weiterhin besteht ein Zweck der Erfindung in dem Entwurf einer Röhrenkonstruktion,
welche den Zusammenbau von Einzelteilen mit sehr engen kritischenToleranienzwischenbenachbart
liegenden Konstruktionselementen erlaubt und ferner in einer solchen Weise, daß
diese -kritischen Toleranzen im normalen Betrieb der Röhre aufrechterhalten werden.
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Die Erfindung bezweckt außerdem, eine neue Technik beire Entwurf von
Röhren zu erreichen, welche sich für den Zusammenbau von Einzelteilen eignet, derart,
daß eine sehr genaue und vereinfachte Röhrenkonstruktion erreicht wird, und zwar
durch die Konsolidierung der Bauteile der Röhre.
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Weitere durch- die Erfindung erreichte Zwecke beziehen sich auf die
Herstellung von Vakuumröhren, die in folgenden Punkten überlegene Eigenschaften
aufweisen: Hohe Leistungsverstärkung, kleine Steuerleistung bei sowohl hohen Frequenzen
als hoher Röhrenleistung, kürze Wege im Gas, Züleitungsreaktanzen, die wesentlich
kleiner sind, als bei bisherigen Röhrenkonstruktionen, die Vermeidung starker äußerer
magnetischer Störfelder durch die Heizströme, die Verwendung elektronenoptischer
Gesichtspunkte zur Verminderung von Gitterströmen und insbesondere die Verwendung
einer
Röhrenkonstruktion, welche sich durch Einfachheit der Einzelteile, durch einen leichten
Zusammenbau und durch gute Zugänglichkeit der Einzelteile auszeichnet.
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Ein spezieller Zweck der Erfindung besteht in dem Entwurf von Einzelteilen,
welche in Untereinheiten vereinigt oder fabriziert werden können, welche dann ihrerseits
Einzelteile beim Hauptzusammenbau der Röhre bilden, wobei dieser Unterzusammenbau
durch die Anwendung von Werkzeugen erreicht wird, welche in der neuen Technik, die
im folgenden beschrieben wird, benutzt werden sollen.
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Ein weiterer spezieller Zweck von erheblicher Bedeutung liegt in der
Schaffung einer besonderen Pantographenbefestigung für jeden Kathoden- und Gitterdraht,
so daß die Ausdehnung oder die Deformation eines gegebenen Drahtes die anderen Drähte
beeinflußt. Diese Anordnung vermeidet alle Begrenzungen bezüglich der Gesamtgröße
der Röhre und erlaubt es, die Größe und die sonstigen Röhreneigenschaften in einem
weiteren Bereich zu variieren.
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Andere Ziele der Erfindung bezüglich Fragen der Projektierung, der
Konstruktion von Einzelteilen, der Methode des Zusammenbaus, der beim Zusammenbau
verwendeten Werkzeuge usw. gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
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Gemäß der Erfindung wird eine Röhrenkonstruktion geschaffen, welche
sich durch grundlegende Prinzipien bei der Projektierung und/oder bei der Konstruktion
der Röhre auszeichnet, die allgemein zur Herstellung einer Röhre beitragen, welche
aus Baueinheiten zusammengesetzt ist, die ihrerseits wieder Untereinheiten aus mehreren
Röhrenelementen darstellen. Diese Elemente können bezüglich ihrer charakteristischen
Eigenschaften normalisiert werden, können aber in ihrer Größe, ihrer Form u. dgl.
sich wesentlich voneinander unterscheiden, so daß sie zur Erfüllung vorgegebener
Anforderungen zusammengebaut werden können.
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Ein Hauptbestandteil der Röhre ist eine in einzelne Abschnitte zerlegte
Kathode und ein Gitter, welches sich nicht selbst trägt. Es sind Einrichtungen,
beispielsweise ein Pantographensystem vorgesehen, welche die einzelnen Abschnitte
unabhängig voneinander tragen. Jeder dieser Abschnitte ist am einen Ende starr und
am anderen Ende nachgiebig befestigt, und eine Bewegung dieser einzelnen Abschnitte
ist mit Ausnahme der Bewegung in einer Richtung praktisch ausgeschlossen. Hierdurch
werden viele Vorteile erreicht. Man kann nämlich beispielsweise einen unbrauchbar
gewordenen Gitter- oder Kathodendraht, d. h. einen Gitter- oder Kathodenabschnitt
sehr einfach dadurch ersetzen, daß man einen neuen Draht einsetzt. Außerdem kann
die Länge und die Zahl und der O_uerschnitt der einzelnen Gitter- und Kathodendrähte
variiert werden, so daß man sich den Anforderungen eines Einzelfalles anpassen kann.
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Konzentrisch und koaxial zu den Kathoden- und Gitteranordnungen ist
eine Anode angebracht. Zwischen der-Kathode und dem- Gitter befindet sich
| ein elektronenoptisches System, welches ein strahl- |
| formendes Element (Strahlformer) enthält. Zur |
| Kühlung der Anode ist eine vollständig innerhalb |
| der äußeren Röhrenhülle liegende Einrichtung vor- |
| handen. Durch Speisung dieses Kühlsystems mit |
| Wasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit läßt sich |
| die Anode sehr wirksam kühlen, so d.aß man die |
| Röhre mit hohen Leistungen betreiben kann. |
| Die Röhre weist noch andere Konstruktions- |
| einzelheiten auf, die in der nachfolgenden Beschrei- |
| bung erläutert werden. Diese bestehen z. B. in einer |
| dauernden Aufrechterhaltung der mechanischen |
| Spannung der Kathoden- und Gitterdrähte, der Art |
| und Weise, wie die äußere Röhrenhülle vakuum- |
| dicht gemacht wird, was durch mechanische Ver- |
| schmelzungen oder mechanische Dichtungen, die aus |
| mehreren Bestandteilen aufgebaut sind, geschieht, |
| usw. Andere wesentliche Eigenschaften der Röhre |
| beziehen sich auf die Konsolidierung der Einzel- |
| teile der Röhre, beispielsweise durch die Benutzung |
| von Hochfrequenz-Induktionsschweißung oder auf |
| die Glas-Metall-Verschmelzung, die für die kon- |
| zentrische Zuführung des Kathodenheizstroms be- |
| nutzt wird oder auf die Behandlung der emittieren- |
| den Oberflächen der Kathodendrähte mittels eines |
| Verkohlungsvorgangs usw. |
| Fig. i stellt eine Röhre gemäß der Erfindung nach |
| dem vollständigen Zusammenbau dar; |
| Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die in Fig. i |
| dargestellte Röhre; |
| Fig. 3 ist ein Längsschnitt in vergrößertem Maß- |
| stab, welche die in Fig. 2 enthaltene Röhre teilweise |
| darstellt; |
| Fig. q. ist ein Querschnitt längs der Schnitt- |
| ebene 4-4 in Fig. 2, welche insbesondere die Panto- |
| grapheneinrichtung zeigt; |
| Fig. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie 5-5 in |
| Fig. 2, welche insbesondere die Aufreihung der |
| Elektrodenanordnung und des elektronenoptischen |
| Systems erkennen läßt; _ |
| Fig. 6 ist ein Querschnitt längs der Schnitt- |
| ebene 6-6 in Fig. 2, welche in vergrößertem Maß- |
| stab die Elektrodenanordnung, das elektronen- |
| optische System und ferner Einrichtungen erkennen |
| läßt, um die Spannungen der federnd aufgehängten |
| Elemente aufrechtzuerhalten, an denen das eine |
| Ende der Kathodendrähte befestigt ist; |
| Fig. 7 zeigt auseinander herausgezogen die Teile |
| der Gitterkonstruktion am oberen Ende der |
| Röhre; |
| Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung der |
| Einzelheiten der federnden Aufhängung des oberen |
| Endes der Kathode; |
| Fig. 9 und @io sind Längsschnitte, welche die |
| Schneidenaufhängung der Kathode und/oder des |
| Gitters erkennen lassen, wobei diese Aufhängung so |
| beschaffen ist, daß die Einrichtung leicht demontiert |
| werden kann; |
| Fig. i .i zeigt den zum luftdichten Verschluß der |
| Röhre -dienenden Flansch von oben nach seinem Zu- |
| sammenbau, und |
| Fig. 12 ist. eine vergrößerte Darstellung des |
| Längsschnitts in der Ebene i2-12 in Fig. I I, |
welche die Konstruktion an dem Flansch genauer erkennen läßt.
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Der Anschaulichkeit halber ist in der Zeichnung eine Hochfrequenz-
und Hochleistungstriode dargestellt, wobei jedoch zu bemerken ist, daß die Erfindung
auch auf andere Arten von Röhren angewendet werden kann. Die dargestellte Röhre
enthält ein elektronenoptisches oder stra:hlerzeugendes System, welches mit großem
Vorteil !dazu benutzt werden kann, die Steuerleistung der Röhre zu vermindern unter
gleichzeitiger Verbesserung des Betriebswirkungsgrades. Die wichtigsten Punkte des
strahlerzeugenden, elektronenoptischen Systems sind in mehreren Figuren der Zeichnung
dargestellt, beispielsweise in den Fig. 2, 3, 5 und 6. In Fig. 6 bedeutet das Bezugszeichen-i-
die Kathode oder die Elektronen emittierende Oberfläche, 2a ist die strählerzeugende
Vertiefung, in welcher die Kathode i so angebracht ist, daß die Kathode gegenüber
den vorspringenden Ecken des strahlformenden Elementes zurückgezogen ist oder im
Inneren dieser Vertiefung liegt.
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Die strahlformenden Elemente bestehen aus Elektroden 2 (vgl. Fig.
3), die praktisch auf der gleichen Spannung wie die Kathode liegen. Die vorspringenden
Ecken der strahlformenden Elementen bewirken eine elektronenoptische Fokussierung
des Elektronenstrahls, so daß der Strahl nicht auf .die-Gitterelektroden auftrifft.
Die -Gitterelemente -3 sind so angeordnet und befestigt, daß zwischen ihnen und
den strahlformenden Elementen ein bestimmter Abstand, besteht und gleicherweise
die Gitter einen gewissen Abstand von den die Kathode verlassenden Elektronenstrahlen
besitzen. Die Form des Gitterquerschnitts kann verschieden gewählt werden, beispielsweise
können die Gitterdrähte einen rechteckigen Querschnitt besitzen. Bei der Auswahl
der Querschnittsform für die Gitterelemente 3 ist es wichtig, daß die Kante 6 verhältnismäßig
scharf in der Richtung einer die Kathode i mit der Anode q. verbindenden Unie ist.
Der Grund hierfür liegt darin; daß der Elektronenstrahl 5 in der Gegend der Gitterelektrode
divergiert und daß es wünschenswert ist, die Gitterelektrode so zu formen, daß sie
ein Minimum an Elektronenstrom aufnimmt. Die Dicke des Gitters 3 beeinflußt andere
elektrische Eigenschaften :der Röhre als die, die mit der Elektronensammlung zu
tun haben. Wenn beispielsweise das Gitter in Form eines dünnen Blattes mit einer
sehr geringen Dicke in der Richtung auf .die-Anöde ausgeführt wird, würde seine
Wirkung hinsichtlich der Steuerung des Elektronenstroms ausgezeichnet sein, ohne
viel Elektronenabsorption zu zeigen. Eine derartige Röhre würde jedoch die Kathode
gegen die Anodenspannung nicht sehr wirksam abschirmen, und ein derartiges Gitter
würde daher zu einem sehr schlechten Verlauf der Röhrenkennlinie an ihrem unteren
Ende führen sowie zu einer Röhre mit einer sehr geringen Steilheit. Wenn man andererseits
das Gitter 'rechteckförmig machen würde und ihm eine erhebliche Ausdehnung in der
Richtung zur Anode verleihen würde, so würde man zwar eine Röhre von außerordentlich
hoher Steilheit aber sehr geringer Stromausbeute erhalten. Ein derartig geformtes
Gitter würde auch mechanisch sehr stark sein.: Gemäß der Erfindung soll ein dreieckiger,
ein halbrunder oder ein trapezförmigerQuerschnitt als ein Kompromiß verwendet werden.
Diese Querschnittsform erlaubt eine sehr kleine Abmessung, @d. h. scharfe #Gitterkanten
in der Nähe der strahlformenden Vertiefungen, und weist gleichzeitig gute Eigenschaften
hinsichtlich der mechanischen Widerstandsfähigkeit, der hohen Steilheit und der
thermischen Belastbarkeit auf, die in großen Hochleistungsväkuumröhren erwünscht
sind.
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Zur Erläuterung der vorhergehenden Feststellungen sei auf die Fig.
2 Bezug genommen, in der ebenso wie in den anderen Figuren .durchweg die gleichen
Bezugszeichen für die gleichen Bestandteile verwendet werden.
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Die Glühkathode i hat einen trapezförmigen Querschnitt, wobei ihre
breitere Fläche die Elektronenemission liefert. Die Kathode ist verhältnismäßig
lang und besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eineLänge von ungefähr
8 Zoll. Sie besteht aus Wolframdraht oder aus thoriertem Wolframdraht, der innerhalb
.der strahlformenden Elemente 2 gespannt ist. Das eine Ende jedes einzelnen Kathodendrahtes
ist starr in der Nähe des Bodens 7 befestigt, und das andere Ende ist oben nachgiebig
bei 8 angebracht. Die nachgiebige Befestigung 8 wird durch eine im folgenden noch
im einzelnen beschriebene Konstruktion erreicht.
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Im Augenblick sei nur festgestellt, däß die nachgiebige Befestigung
eine mechanische Spannung ausübt, d. h. daß die einzelnen Kathodendrähte sich nicht
transversal, sondern nur longitudinal bewegen können. Da die Kathode im Betrieb
eine höhere Temperatur annimmt, dehnen sich die Drähte im Betrieb aus.
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Diese Ausdehnung und Zusammenziehung der Wolframdrähte ist durch die
nachgiebige Befestigungskonstruktion 8 berücksichtigt. Die Befestigungsvorrichtung
8 enthält eine Spanneinrichtung, welche einen Zug in der Längsrichtung der einzelnen
Kathodendrähte ausübt, jedoch anderweitige Bewegungen der Kathodendrähte hemmt.
Eine ins einzelne gehende Beschreibung der Kathoden- und Gitterbefestigung folgt
spälter.
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Da die Bemessung der Kathode @i und der Strahlformungseinrichtungen
außerordentlich kritisch ist, müß die Kathode in den strahlformenden Vertiefungen
in einer Weise montiert . werden, durch welche sie genau in ihrer Lage gehalten
wird, und es ist außerdem. notwendig; das strahlformende Element e so zu konstruieren,
daß eine sehr hohe Genauigkeit eingehalten wird. Dieses Merkmal wird weiter unten
ausführlicher beschrieben werden.
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Der Einfachheit halber sind die verschiedenen Teile der Kathode und
des Gitters (Kathodendrähte und Gitterdrähte) gelegentlich als einzelne Elektroden
bezeichnet, während sie in Wirklichkeit wegen der elektrischen Verbindung zwischen
den einzelnen Drähten für die Wirkungsweise als eine einzige Kathode und als ein
einziges Gitter zu betrachten sind, die lediglich aus einer Mehrzahl von
unabhängig
voneinander montierten Drähten bestehen. Die einzelnen Teile des Gitters sind den
Kathodendrähten insofern ähnlich, als das ganze Gitter ebenfalls in einzelne Drähte
aufgeteilt ist, als die Montage der Gitterdrähte eine ähnliche ist und die Anzahl
der Gitterdrähte mit der Anzahl der Kathodendrähte übereinstimmt usw. Die Gitterdrähte
nehmen verschiedene Temperaturen an und verändern daher im Betrieb auch ihre Länge.
Ähnlich den Kathodendrähten sind die Gitterdräbte bei 9 starr befestigt und in der
Längsrichtung bei io nachgiebig aufgehängt. Die Anordnung zur Bewerkstelligung dieser
nachgiebigen Befestigung ist ähnlich ausgeführt, wie die nachgiebige Kathodenbefestigung
B. Diese nachgiebige Befestigung ist von einer einem Pantographen ähnlichen Konstruktion
und wird weiter unten -genauer beschrieben werden. Es ist zu erkennen, daß die starre
Gitterbefestigung 9 an einem Ansatz eines kreisförmigen Metallstückes in Form einer
Kappe 12 vorgenommen ist, die durch einen Isolierkörper i i von einem inneren Metallkörper
i@3 isoliiert ist, welcher der Kathode Heizleistung zuführt (vgl. insbesondere Fig.
3 und 7).
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Die Anode q. hat eine glatte zylindrische Oberfläche, welche die ganze
zylindrische Anordnung der Kathoden- und Gitterstäbe umgibt. Ihre Aufgabe im Rahmen
der Elektronenröhre besteht wie gewöhnlich darin, ein elektrisches Feld zur Erzeugung
des Elektronenstroms zu bilden. Außerdem dient sie zur Sammlung, d. h. zur Aufnahme
von Elektronen. Durch den Elektronenaufprall ist sie einer erheblichen Erwärmung
unterworfen. Die Erhitzung der Anode ist so groß, daß eine Wäirmeabführung durch
äußere Mittel, z. B. eine Wasserkühlung, nötig ist. Die Wasserkühleinrichtung wird
weiter unten noch im einzelnen beschrieben. Es sei jedoch schon jetzt bemerkt, daß,
wie in Fig. z dargestellt, die Anode der Röhre teilweise in einem Glasgehäuse 15
untergebracht ist, welches eine Abweichung von der üblichen Konstruktion außen gekühlter
Anoden darstellt: Wie oben dargelegt, ist jeder Kathodendraht i an einer nachgiebigen
Vorrichtung B befestigt und am unteren Ende an einer starren Vorrichtung 7. Die
nachgiebige Befestigung 8 ist an einem rohrförmigen Körper 13' angebracht, der an
seinem oberen Ende mit einem Innengewinde versehen ist, in welches der Ansatz 57
eingeschraubt wird. Das Rohr 13' ist wiederum mit dem Rohr 13 verbunden und bildet
eine Fortsetzung desselben. Die Befestigung bei 7 -steht mit einem weiteren Rohr
17 in Verbindung, welches konzentrisch zum Rohr 13 liegt und welches seinerseits
an seinem unteren Ende mit dem zylindrischen Fortsatz 30' eines Zylinders
30 verbunden ist. An dein Ende des Zylinders 30 ist ein Ring a@i.i
befestigt. Das Ende des Zylinders,' von dem der Ansatz 30' ausgeht, dient als Auflage
für den Ring i i i, der einen sich nach auswärts erstreckenden Flansch bildet. Am
unteren Ende des Zylinders 3o befindet sich ein Ring 24., der als äußere Zuführungsklemme
für die Heizleistung dient und mit einem elektrischen Anschluß 25 versehen ist.-
Die Anschlußklemme 25 dient als zweite Heizklemme und ist elektrisch mit dem Zylinder
13 über eine biegsame Zuführung 2.6 verbunden. Obwohl die biegsame Zuführungsleitung
26 in radialer Richtung sogut wie starr ist. besitzt sie in axialer Richtung doch
eine genügende ,Nachgiebigkeit, so daß sie in radialer Richtung zwar für einen geeigneten
Abstand des Zylinders 13 sorgen kann, aber in axialer Richtung aus den weiter unten
erläuterten Gründen eine gewisse -Nachgiebigkeit aufweist. Die Dichtung zwischen
dem Ring 24 und der Klemme 25 ist wasserdicht, wobei der Ring und die Klemme voneinander
isoliert sind: Zur Isolation der Gitterdrähte von der Kathode ist ein Isolierkörper
(i i' auf einem Metallteil oder einem Träger 53 befestigt, welcher seinerseits durch
die Schraubenbolzen 74 an :dem Körper 4.5 befestigt sind. Der Körper q.5 ist zusammen
mit der nachgiebigen Befestigungsvorrichtung 8 an einem Ring 56 angeklemmt, der
einen L-förmigen Querschnitt hat und welcher an den Flansch io6' des Rohres io6
angeklammert ist. Wie dargelegt, trägt der Isolierkörper i i die .Kappe .i2, an
der die Gitterdrähte befestigt sind, deren untere Enden durch die nachgiebige. Befestigung
io am Ring 18 eine Zugspannung erfahren. Der Ring 18 ist auf dem Gitterklemmenring
durch die Schrauben 113 befestigt, die durch einen nach einwärts verlaufenden Teil
des Ringeis 5.i hindurchlaufen und ferner durch einen abgesetzten Teil der radial
nach innen verlaufenden durchbohrten Scheibe 5,1'. Auf der Scheibe 51' und in einem
gewissen Abstand von der Anode ist eine Abschirmung iJ4 angebracht, deren unteres
Ende mit einem Innenflansch versehen ist, der mit der Scheibe 51' hart oder weich
verlötet ist.
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Die Anode hat eine zylindrische Form, ist am einen Ende bei 512 geschlossen
und am anderen Ende mit einem U-förmigen Rand 2'i' versehen, an welchem der Anodenzufüh'rungszylinder
angebracht ist. Insbesondere aus der Fig. @6 geht hervor, daß die äußere Oberfläche
der Anode mit Kanälen 14 versehen ist, welche durch einen dicht anliegenden Zylinder
44, der die Anode umgibt, abgeschlossen werden. Die Anodenzuführungsklemme in Form
eines Ringes 23 ist auf der Außenfläche des Zylinders 2.i angebracht.
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Insbesondere aus der Fig.2 ergibt sich, daß jede der Elektroden, d.
h. die Kathode, das Gitter und die Anode, an verhältnismäßig große gleichförmige
und einen geringen Widerstand aufweisende Hochfrequenzzuleitungen angeschlossen
sind. So besteht beispielsweise die Hochfrequenzzuleitung zur Kathode aus der Befestigungsvorrichtung
bei 7, den zylindrischen L eitern 17 und 30', einem Klemmenring i i i der
Dichtung 9i, dem Zylinder 95 und einem Flansch ii5.. Diese Einrichtung bietet einen
gleichmäßigen geringen Hochfrequenzwiderstand von dem Ring i#ia außerhalb der Vakuumröhre
bis zur Kathode i. Dieselbe Klemme dient auch zum Anschluß des strahlformenden Elementes
e. Die Gitterzuleitung auf der Kathodenseite besteht aus der nachgiebigen Befestigungsvorrichtung
io, dem
Körper 37, ,der ringförmigen Zuführung 1,8; - denn Ring
1411, dem Stahlring iii6', der Drahtdichtung 1I117' und 1118', dem Flansch- r9,
dem Glaseinschmelzkörper 85, :der Drahtdichtung 118 und dem Ring 51. Der
Gitterzuleitungswiderstand auf der Kathodenseite ist also .auch recht klein. Die:
Gitterzuleitung auf der Anodenseite enthält -einen Ring 5-1, einen Stahlring 1116,
die Drahtdichtung n8; den Flansch co, einen Glaseinschmelzkörper 85', die Drahtdichtung
117, die Scheibe 51' (Abschirmung irii4) und die Befestigungsvorrichtung u!o und
stellt ebenfalls eine Zuleitung mit geringem Widerstand :dar: Die Anodenzuleitung
besteht, wie ersichtlich, aus den zylindrischen Oberflächen 21 und 21r', dem Ring
'23, der Dichtung' 9.1', dem Zylinder 95' und einem Flansch 22. Diese Zuleitung
bietet ebenso wie die anderen einen niedrigen Widerstand vom Äußeren des Röhrengefäßes
bei-23 bis zu der Anodenfläche 4. im Inneren der Röhre. Zusätzlich zu der Tatsache;
daß dieseverschiedenenZuführungen einen geringen elektrischen Widerstand bieten,
sind sie auch noch so angeordnet,:daß eine ausgezeichneteAbschirmung der verschiedenen
Kreise gegeneinander erreicht wird. Es ist ferner zu erkennen, daß der Gitterzuführungsring
511 ebenso wie die mit einem Flansch versehene Scheibe 51', die mit ihm verbunden
ist, zusammen mit dem ringförmigen Körper 18 und der nachgiebigen Befestigung 1o
eine Trennung des Anodengitterkreises und des Gitterkathodenkreises bewirkt.
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Wie aus der obigen Beschreibung zu ersehen, handelt es sich um eine
direktgeheizte Kathode, die aus einer ,Mehrzahl von Drähten besteht, die ein elektrisches
Ganzes bilden, die aber hinsichtlich Größe, Länge und Zahl usw: variiert werden
können: Sie sind unabhängig voneinander möntierbar und am einen Ende nachgiebig
angebracht, während sie ° am anderen Ende starr befestigt sind. Die Heizleistung
muß an diesen beiden Punkten zugeführt werden. Die nachgiebige Befestigung 7 ist
so an- ' geordnet, daß sie die Kathodendrähte an dem Ansatz des Zylinders 17 mit
den strählformenden Elementen verbindet. Der Flansch 24. dient als äußere Klemme
für die Heizleistung. An der nach- -giebigen Befestigung 8 wird die Kathodenheizleistung
:durch die nachgiebige pantographähnldche Befestigung hindurch zugeführt, wobei
der Heizstrom über den innersten Zylinder i3 fließt, :der mit der Klemme 25 über
die bieg`same Zuführung 26 -@ verbunden ist. Die Isolation zwischen den strahlformenden
Elementen und dem oberen Ende der Hülse roh sowie :dem Ansatz ,i'3' des Zylinders
13 ist bei 28 am oberen Ende der strahlformenden Einrichtung vorhanden. Die Einschmelzung
bei 128 erfüllt verschiedene wichtige Funktionen. Sie hat nicht nur den strahlformenden
Zylinder gegen den Zuleitungszylinder .r3 zu isolieren, sondern muß auch dem Luftdruck
und dem. Wasserdruck standhalten und mechanisch die Strahlformungseinrichtung und
den Zylinder 13 gegeneinander abstützen.
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Wie weiter oben erwähnt, muß die Strahlformungseinrichtung wassergekühlt
werden; da sie in unmittelbarer Nähe der heißen Kathode liegt. Dies wird bei dem
Ausführungsbeispiel dadurch bewerkstelligt, daß unter Druck Wasser in den Einlaßstutzen
312 eingeführt wird, von dem aus die Wasserkanäle 136 durchströmt werden, worauf
fas Wasser den' konzentrischen Kanal 35 durchlauft. Es strömt sodann durch den rohrförmigen
Ansatz 11 3 und über eine Trennwand 311 und durchströmt sodann den spiralförmigen
(Kanal 34 an der Innenseite des Kupferzylinders, an dessen Außenseite sich die strahlformenden
Elemente befinden. Sodann durchströmt das Kühlwasser :den Kanal 3¢ und wird über
eine Wasserauslaßöffnung 33 abgenommen.
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Da die Röhre eine sehr wirksame elektronenoptische Einrichtung enthält,
ist die Elektronenabsorption desGitters sehr -klein, und die Erwärmung des Gitters
bleibt also genügend niedrig, um die Gitterverluste durch Strahlung abzuführen.
An der nachgiebigen Gitterbefestigung uo wird .die Wärme durch einen Wärmeableitungskörper"
37 aus Kupfer abgeführt. Die-Wärmeableitung vom Gitter am Punkt 1-o bis zum Ring
r18 -ist derart, daß keine übermäßige Erhitzung- der nachgiebigen Befestigungsvorrichtungen
stattfindet.
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Der Weg für :die von der Anode abzuführende Wärme ist der folgernde:
Ein W assereinlaßrohr 38, welches in einen Hdhlraum 4o einmündet; ist an dem oberen
Ende des Zylinders z1 angebracht: Dieser Hohlraum kommuniziert mit einem langen
engen.zylinderförmigen Hohlraum; durch den das Wasser bis zum Punkt 4.2 hindurchfließt,
von wo aus es die engen Wasserk änäle oder Rillen 14 durchfließt, die eine große
Kupferoberfläche besitzen, so daß die Wärme von der inneren Oberfläche der Anode
4 gut abgeführt wird. Von diesen geschlitzten Rillen 14. strömt das Wasser nach
oben in den Hohlraum 43 und verläßt die Röhre über das Rohr 39. Der dünne Zylinder
44 dient also als Trennwand zwischen dem Hohlräüm 41 " und den Wasserkanälen 1.4
im Anodenkörper. Diesle Trennwand erstreckt sich, wie- dargestellt, nach unten bis
zum Punkt 42.
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Die Kanäle 14 können einen leicht spiralförmigen Verlauf haben, um
die Festigkeit des Anodenzylinders zu verbessern. Beispielsweise kann jeder der
Kanäle sich über den halben Umfang des Zylinders erstrecken. Züsützlich zu dieser
Verstärkung des Anodenzylinders gegenüber einer Ausführung mit geradeüKanälen tritt
auch ,eine bessere Kühlung auf wegen der besseren Durch -wirbelung der Kühlflüssigkeit.
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Die Öffnungen zur Entlüftung der Röhre sind an der Innenseite des
Zylifiders 13 angebracht und stehen mit dem Inneren - der -Röhre über Öffnungen
indem Befestiggungskörper 4.5 inVerbin;dung. Nach der Evakuierung wird die Entlüftungsröhre
bei 47 abgeschmolzen und. !durch eine Kappe 48, die mit der Kathodenklemme 25 v`erschräubt
ist, geschützt. Während des Entlüftungsvorgangs brauchen die Rohre 38,
39 für die Wasserkühlung der Anode sowie die Absohlußkappe 49 und die Trennwand
44 noch nicht montiert .zu sein. Dieser Teil der Wasserkühleinrichtung stellt nämlich
keinen Bestandteil des zu evakuierenden, Röhrengefäßes dar.
Mit
den Flanschen 22, 20, i9 und 16 sind die großen aus Glas bestehenden Isolierzylinder
15 und. So verbunden. Diese verschiedenen Flansche sind vakuumdicht mit diesem Zylinder
verschmolzen, und zwar mit Hilfe von Vorrichtungen, die weiter unten in Verbindung
mit einer eingehenderen Beschreibung des Gehäuses erläutert werden sollen. Die verschiedenen
vakuumdichten Bestandteile bestehen aus einer Anodenumhüllung 52. (Anodenkörper),
der Anodenoberfläche 4, dem Ansatz 21', dem Anodenzuführungszylinder 2i, dem Ring
23, der Dichtung 9i', dem Flansch 96', dem Zylinderkörper 95', dem Glaszylinder
15 und dem Zylinderkörper 85'. Außerdem bestehen sie aus dem Flansch 20" der Drahtdichtung
117, .dem Stahlring 116, dem Ring 51, dem Stahlring 116', der drahtförmigen Ringdichtung
117', ii8', dem Zylinderkörper 85, dem Glaszylinder So" dem zylindrischen Körper
95, dem Flansch 96, der Dichtung 9i, dem Ring i i i, dem zylindrischen Ansatzrohr
3o, dem Ansatz des Strahlformungsrohres oder Zuleitungszylinders 17, dem Ring 6.4,
der Hülse 61, der Abschmelzung bei 28, .den Hülsen io6 und 58, dem Ansatzrohr 13',
der Entlüftungsröhre 13 und der Abschmelzstelle 47. In der Kathodenzuführungsleitung
117 wird durch die nachgiebige Kupferzuleitung 26 Wärme an den Zylinder 13 abgeführt
und außerdem eine gewisse mechanische Nachgiebigkeit zwischen den Elementen 25 und
dem Zylinder 13 gewährleistet, so daß Unterschiede: in der Temperaturausdehnung
durch, die Verbindung 26 aufgenommen werden können und die Einschmelzung bei 28
nicht übermäßig beansprucht wird.
-
Es ist zu beachten, daß der Elektronenweg bei einer Röhre gemäß der
Erfindung in solchen Abmessungen gehalten wird, d@aß die Elektronen- und Ionenwege
nur kurz sind. Diese Tatsache ergibt sich unmittelbar aus der Betrachtung der gegenseitigen
Lage von Kathode, strahlformenden Elementen, Gitter und Anode.
-
Zur Abschirmung von langen, radialen Zwischenräumen, wie sie im Gebiet
der nicht unmittelbar wirksamen Strahlformungselemente vorkommen, gegen eine Ionenwanderung
sind besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen. Zu diesem Zweck dient die Abschirmung
69 (Fig.2 und 3). Sie liegt auf dem Potential der Gitterabächlußkappe 12 und erstreckt
sich als konzentrischer Zylinder, welcher die Gitterb:efestigungsvorrichtung 9 umgibt,
nach abwärts, bis zum oberen Ende der strahlformenden Elemente. Diese Abschirmung
verhindert die Bewegung von Gas-Ionen von der Anode 4. radial nach innen auf die
Befestigungsvorrichtung 8 und auf den Entlüftungsraurn des Körpers 45 hin. Am unteren
Ende des .elektronisch aktiven Gebietes in der Nähe der Kathodenbefestigung 7 können
sich keine Ionen auf langen Wegen radial nach innen bewegen.
-
Die Fig.9 und io zeigen die Befestigungsvorrichtungen für die Kathoden-
und Gitterdrähte und werden im einzelnen zusammen mit der Kathodenbefestigung bei
8 beschrieben werden. In dieser Vorrichtung werden Kathodendrähte oder Kathoden-
| stäbe mit Nasen oder Rillen von verkleinertem |
| Querschnitt, wie bei 76 gezeigt, vorgesehen, die |
| einen Kopf 77 bilden, der denselben Durchmesser |
| hat wie der Draht außerhalb der Querschnitts- |
| verkleinerung. Der Draht wird nach der Bildung |
| des Kopfes in eine Presse eingespannt, in welcher |
| die Schneide 77' gebildet wird. In Verbindung mit |
| einem derartigen mit einer Schneide verscbenen |
| Drahtkopf hat sich eine Auflage 78 mit einer |
| V-förmigen Rille 79, die in einem Kupferblock So |
| angebracht wird, bewährt, da sie ein einzigartiges |
| Mittel darstellt, um auf Kathodendrähte eine mecha- |
| nische Spannung in der Richtung des Pfeiles 81 |
| auszuüben. Es ist zu ersehen, daß der schneiden- |
| artige Kopf auf jedem Kathodendraht sich selbst- |
| tätig in die V-förmige Rille zentriert. Es wurde ge- |
| funden, @daß Wolframdraht eine genügende mecha- |
| nische Festigkeit bei erhöhten Temperaturen auf- |
| weist, um ausreichenden Zugbeanspruchungen zu |
| widerstehen und einen hervorragenden Kontakt |
| zwischen dem Kupferblock So und dem Draht i zu |
| bitden. Bei einer derartigen Kathodenbefestigung |
| ist es nicht notwendig, umständliche Schweiß- |
| verbindungen für die Kathoden- und Gitterdrähte |
| zu verwenden. Außerdem erlaubt diese Befestigung |
| einen einfachen Zusammenbau ohne Anwendung |
| von Wärme. |
| Die Temperatur längs eines Kathodendrahtes wird |
| durch eine Einschnürung des Drahtes erheblich be- |
| enflußt. In Fg. io ist es klar, daß wegen der |
| Wärmeableitung von der Kathode i an den Block |
| So und dessen Befestigung bei 8 ein Temperatur- |
| gradient längs des Kathodendrahtes auftreten |
| würde, auch wenn die Einschnürung bei 76 nicht |
| vorhanden. wäre, so daß die richtige. Emissions- |
| temperatur erst in einem nennenswerten Abstand |
| von der Befestigungsstelle erreicht werden würde. |
| Durch Vergrößerung der Rille und der Einschnü- |
| rung 76 wird für eine verhältnismäßig schlechte |
| Wärmeabführung gesorgt, so d:aß der Draht un- |
| mittelbar unterhalb der Rille in Fig. io im Betrieb |
| schon auf praktisch dieselbe Temperatur kommt, |
| wie ein weiter von der Einschnürung entfernt |
| liegender Teil des Kathodendrahtes. Durch diese |
| Korrektur der Wärmeabführungseigenschaften wird |
| praktisch eine Elektronenemission längs des ganzen |
| Kathodendrahtes erreicht und dadurch erheblich an |
| Heizstrom gespart. |
| In: Fig. 3 wird die starre Kathodenbefestigung 7 |
| durch die weiter oben erwähnte Einklemmung des |
| Kathodendrahtes in einer Rille erreicht. Die Rille |
| wind in einem Band 7 angebracht, welches getrennt |
| von den[ Strahlformungselementen2hergestellt wird |
| und auf sie aufgeschrumpft wird, wobei eine Diffu- |
| sion des goldplattierten Bandes 7 mit den strahl- |
| formenden Elementen 2 zustande kommt. Diese |
| Befestigung wird in einer Preflvorrichtung und bei |
| Temperaturen unter dem Schmelzpunkt von Gold |
| und Kupfer vorgenommen. Die biegsame Gitter- |
| befestigung io geschieht ebenfalls mit Hilfe der |
| obenerwähnten V-förmigen Rille und der Quer- |
| schnittäverminderung der Drähte. Der vergrößerte |
| Schneidenkopf am Ende des Gitterdrahtes 3 ist in |
einer kleinen V-förmigen Rille in einem Kupferblock 8o' angebracht,
der mit anderen Teilen des Gitterpantographen io mittels Golfddiffu;sion fest zusammengefügt
ist. Der lamellierte Pantö.graph io besteht aus dünnen Lamellen 84 aus Schnelldreh-,stahl
mit einer Kupferumkleidung und einer Golddiffusiön an seinem äußeren, Ende. Diese
Federstahlblätter haben eine Wärmebehandlung erfahren, um ihnen federnde Eigenschaften
zu geben. Mit anderen Worten (dienen. die Lamellen 84 des Gitterp:antographen auch
als Federn, um (die Gitterdrähte zu spannen.
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Jeder Kupferblock 80' ist mit biegsamen Kupferlamellen 37 versehen,
um die Wärme vom Gitter nach Kontaktpunkten mit dem Ring 18 abzuleiten. Diese Maßnahme
dient zwei verschiedenen Zwecken, da nämlich einerseits der Schnelldrehstahl -sein
Gefüge oberhalb einer bestimmten kritischen Temperatur verliert und da anderersefits
eine zusätzliche Leitfähigkeit füir Hochfrequenzströme vom Ring 18 zum Gitter geschaffen
werden s.911, weil auf der Kathodengitterseite dieses Hohlraumes sehr große Hochfrequenzströme
fließen können.
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Die Fig. 7 und 8, welche Bruchstücke vom oberen Ende ider Röhrenanordnung
darstellen, zeigen im einzelnen Teile unterhalb des elektronisch wirksamen Gebietes.
Wie oben dargelegt, ist die Kathäde bei 8 in einer' pantographförmigen Befestigung
angebracht, die lediglich in der Längsrichtung der Kathö!dendriht° nachgiebig ist.
Die Mittel zur Befestigung oder Verankerung der-Kathodendrähte sind bereits an Hand
der Fig: 9 und iö beschrieben. Die Spannung zur Aufrechterhaltung von hervorragend
gutem thermischem, elektrischem und mechanischem Kontakt zwischen jedem der Kathodendrähte
i und der Pantographenanordnung bei 8 wird durch eine Feder 63 in ,einem der Hohlräume
einer kreisförmigen Anordnung von inneren Röhren 62 geliefert. Diese Röhren 62 können
konzentrisch auf einem Ring 73 angebracht werden, und. zwar in .der gleichen Zahl,
wie Kathodendrähte vorhanden sind. In jedem Fall greift die Feder 63 an dem Unterteil
eines kleinen, mit .einer Spitze versehenen Isolierkörpers 72 an; welcher seinerseits
eine Kraft auf den Arm 71 ausübt, der innerhalb eines, Gelenks im Ring 56 drehbar
ist und auf die Unterseite des, Kathodenpantogräphen bei 68 drückt. Der Isolierkörper
72 ist deshalb nötig, weil sich die Feder auf dem Potential .des entgegengesetzten
Endes .der Kathode i' befindet.
-
Die Pantographenvorrichtung für die Kathode besteht aus einer großen
Anzahl sehr dünner Kupferlamellen 82; die an ihren Enden miteinander verbunden sinid,
aber zwischen diesen Eiiden frei aufeinander liegen: Hierdurch wird eine sehr nachgiebige
pantographähnlicheVorrichtung geschaffen, die senkrecht zu der Ebene der Lamellen,
also in der Zeichenebene der Fig. 3 nach oben und unten ausweichen kann. Da die
Lamellen aus Kupfer bestehen, besitzen sie eine gute thermische und elektrische
Leitfähigkeit, welche letztere zur Zuführung .des Kathodenheizs:tromys nötig ist:
Der Kathodenheizstrom' verläuft von: -der Zuführungsleitung 13 und'' 13' über den
Flansch i96' und den Ring 56 zu .den .Kupferbändern 82 und sodann. zum Kathodendreht
i.
-
Um die Genauigkeit bei der Montage einhalten zu können und aus anderen
später zu erwähnenden Gründen, ist die Vakuumeinschmelzung bei 2'8 so ausgeführt
bzw. muß so ausgeführt werden, daß sie eine gute mechanische Festigkeit und angemessene
Isolationseigenschaften: besitzt. Sie befindet sich am oberen. Ende des strahlformenden
Elementes 2. Diese Einschmelzstelle enthält eine Anordnung von konzentrischen. metallischen.
Hülsen 59 und 60, .die mit dem Glas 65 derart verschmolzen sind, @daß sich eine
vakuumdichte Einschmelzung von großer mechanischer Festigkeit ergibt. Der U-förmige
Teil 66
des Körpers 59 trägt in hohem Maß zu dieser mechanischen Festigkeit
bei. Die konzentrische Einschmelzung wird durch Hochfrequenzschweißung mit den Hülsen
58 und 61 bei 29 und 29' erreicht, nachdem die Hülsen vorher mit den Zuführungsleitungen
hart verlötet worden sind.
-
Damit jeder Kathodendraht mechanisch unabhängig von dem benachbarten
und von allen anderen Kathodendrähten wird, wird der Pantograph 8 so ausgebildet,
da.ß für jeden einzelnen Kathodendraht eine besondere Befestigungsvorrichtung am
Pantographen, eine besondere Spannvorrichtung 71, ein getrennter Isolator 72; eine
besondere Feder 6.3 mit Federhülse 62 vorhanden ist. Aus Fig. 6 ist zu ersehen,
daß jedem Kathodendraht seine eigene Federhülse zugeordnet ist. Die Federhülsen
62 bilden zusammen. ein zylindrisches Bündel und sind an ihren Enden mit dem Ring
73 hart verlötet. Diese ganze Anordnung kann .in, eine Vertiefung zwischen dem strahlformenden
Körper und der Hülse 61 eingesetzt werden, nachdem bei 29 und 29' ,d:i,e Hochfrequenzschweißung
stattgefunden hat. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, ist der Stranlform:er an seinem oberen
Ende ausgespart und mit einem Ring 64 versehen, auf dem ,der Ring 73 aufliegt. Der
Ring 64 kann, einen- kreisförmigen Schlitz erhalten, in den die untere Kante der
Hülse 61 eingelötet wird.
-
Die Wärmeableitung von -der Kathodenbefestigung bei 8 über die Kupferlamelten
82 setzt sich über den Körper 56 fort bis zu :einer Hülse i96, die mit .der rohrförmigen
Verlängerungshülse 13' verbunden ist. Diese Hülse 13" (Fig. 3) ist oberhalb der
Befestigungsstelle für die Hülse i96 abgedreht und mit A.usspaxungen 107' versehen,
die radial zwischen -dem Fortsatz 13' und der Hülse i96 verlaufen, damit sich Kanäle
i97' bilden, welche am oberen Ende über die- Trennwände 107; d. h. über deren obere
Kante, miteinander in Verbindung stehen. Der Flansch i96' an der Hülse i96 ist mit
der Hülse 13' hart verlötet. Die Hülse i96 ist nach unten über die Wassertrennwände
31 ausgedehnt und trägt einen bogenförmigen Körper iö8, der nach aus=wärts über
den Kanal 3-5 hinaus verläuft. Abwechselnde Kanäle i97' stehen mit den Kanälen 35
in Verbindung, und zwar über die Öffnungen i99 in ider Hülse 13', während die übrigen
Kanäle 107' mit dem Kanal 34 oberhalb des Ansatzes i o8 durch die Löcher iio in
der Hülse i96 miteinander
| in Verbindung stehen. Die Kühlflüssigkeit kann |
| also von idem Kanal 35 durch die Öffnungen zog und |
| abwechselnde Kanäle I07' sowie über die Tren:n- |
| wanid io7 verlaufen und dann durch die Kanäle |
| 107' nach abwärts strömen, die mit den Kanälen 34 |
| über die Löcher i io in Verbindung stehen. Durch |
| diese Anordnung ist eine gute Wärmeabführung |
| von -der Befesti:gungsstelle:8 gewährleistet. |
| Es sei hier darauf hingewiesen, daß die mecha- |
| nische Befestigung jedes Kathodendrahtes so be- |
| schaffen ist, daß jeder einzelne Draht von allen |
| anderen Kathodendrähten mechanisch unabhängig |
| ist. Alle diese Kathodendrähte sind so in den -strahl- |
| formenden Vertiefungen angebracht, daß keiner von |
| ihnen von dem benachbarten bemerkenswert be- |
| einflußt werden kann. |
| Die. Gitterelektrolde 3 ist, wie bereits oben be- |
| schrieben, bei 9 starr befestigt. Diese Befestigungs- |
| vorrichtung ist in .der Gitterträgerkappe r2 gelagert. |
| Die Gitterträgerkappe 12 ist ihrerseitsi durch den |
| Isolierkörper i i isoliert mechanisch befestigt. Der |
| Isolierkörper i i besteht vorzugsweise aus kera- |
| mischem Material und ist mit der Trägerkappe 12 |
| hart verlötet oder anderweitig mit ihr verschmolzen. |
| Die Einzelheiten dieser Konstruktion werden weiter |
| unten beschrieben. Der Isolierkörper i i ist an dem |
| Körper 53 .durch Hartlöten befestigt, der seinerseits |
| mechanisch .durch den Körper 45 gehalten wird. |
| Dieser ist wieder mit der Kathedenpantograph- |
| konstruktion bei 55 verbunden. Die Silberverlötung |
| dies keramischen Körpers bildet eine genügend |
| starke und zuverlässige Befestigung zwischen den |
| Metallteilen und dem keramischen Körper, um die |
| Gitterträgerkappe i2 in einer Vorrichtung, welche |
| sie gegenüber den Gitterbefestigun:gsrillen bei 9 und |
| einer Schulter 83 festhält, so verbinden zu können, |
| daß eine parallele und konzentrische Lage gewähr- |
| leistet ist. Die Auflagefläche 83 wind dann auf dem |
| Körper 55 befestigt, der seinerseits gegenüber dem |
| Kathodenpantographen mittels der Anlagefläche 55 |
| und den Schrauben, 54, welche in den Ring 144 ein- |
| greifen, genügend gesichert ist. Der endgültige |
| Zusammenbau der Teile 53 mit dem Körper 54 wird |
| durch die Schrauben 74 gewährleistet, welche durch |
| Löcher 75 in der Gitterkappe; i2 hindurchlaufen. |
| Die Löcher 75 in der Gitterkappe 12 werden sodann |
| für Ionen durch die Abschirmungen 67 verschlossen, |
| welche auch einen Ionenübertritt in @die innere Ober- |
| fläche des Isolierkörpers i i aus dem Gebiet zwischen |
| Gitter und Anode verhindert. Die Abschirmung 67 |
| ist auf der Gitterkappe i2 mittels Schraubenbolzen |
| i ig befestigt, welche in die Löcher 12o eingreifen. |
| Bei der Herstellung der Gitterpantographen: wird |
| weitgehend von der Diffusion aufeinanderliegender |
| fester Körper zur Verbindung von Metallen Ge- |
| brauch gemacht. Die radiale Anordnung der Gitter- |
| pantographen io befindet sich zwischen den Ringen |
| 18 und 142, die an ihnen durch die Schrauben 143 |
| festgeklemmt sind, welche ini den Gegenring i4i |
| eingreifen. Die Schrauben 113 mit ihrem Gegenring |
| 141 dienen dazu, den: Pantographeni auf dem Ring |
| 5 i (Fig. 3) zu befestigen, derart, daß die V-förmigen |
| Rillen konzentrisch zum Strahlformungskörper 2 |
| liegen. In dieser Weise läßt sich der Zusammenbau |
| der Röhre derart durchführen, d.aß keine getrennte |
| Justierung jedes einzelnen Gitterdrahtes notwendig |
| wird. |
| Wie bereits oben erwähnt, ist das Röhrengefäß |
| leicht auseinanderzunehmen, da seine einzelnen |
| Teile durch zahlreiche Schrauben 92 in Fig. i, 2 |
| und 3 zusammengehalten werden. Aus diesen |
| Figuren ist zu ersehen, daß die Glaszylinder 15 und |
| 5o in Fig.2 an ihren beiden Enden, mit den zylinder- |
| förmigen Körpern 85, 95 und 8:5', 95' verschmolzen |
| sind, die aus einer entsprechenden Legierung ge- |
| fertigt sind. Der Körper 95 ist bei 96 flanschförmig |
| ausgebildet, wobei dieser Flansch mit kleinen radial |
| angeordneten Kügelchen 87 versehen ist, von denen |
| sich eines innerhalb und das andere außerhalb des |
| Schraubenkreises befindet. Der Flansch 96 ist über |
| eine Kupferschicht mit dem Flansch 16 verbunden, |
| der aus einem sehr ähnlichen Material, lediglich von |
| geringerer Qualität, besteht. Der Flansch 16 dient |
| hauptsächlich als- Körper von genügender mecha- |
| nischer Festigkeit, um d,iie sehr beträchtlichen |
| Kräfte aushalten zu können ohne eine Deformation |
| der Glaseinschmelzung am Ende von 95 befürchten |
| zu müssen. Die Glaskügelchen 87 sind zu dem |
| Zweck vorgesehen, um die Anwendung des außer- |
| ordentlich großen lokalen Druckes auf die Metall- |
| dichtung 9i, die aus weicherem Metall besteht, zu |
| erleichtern. Die Dichtung 9i liegt zwischen den auf |
| Hochglanz polierten Flächen 121 auf dem Ring i i i |
| und den polierten Kügelchen 87 auf dem Flansch 96. |
| Mittels der Schraubenbolzen. 92 mit Muttern 94 |
| und 97 und den Unterlagscheiben 93 und 89 läßt |
| sich durch diese Einrichtung auf die flache Kupfer- |
| dichtung gi ein ungeheurer Druck ausüben. Es |
| wurde festgestellt, @daß bei der Anwendung eines |
| ausreichenden Druckes bei einer derartigen Ein- |
| richtung eine plastische Verformung der Dichtungs- |
| scheibe gi auftritt, welche einen vakuumdichten |
| Abschluß, der je@doch demontierbar ist, gewähr- |
| leistet. Bei einem Röhrengefäß für eine demontier- |
| bare Vakuumröhre, die abgeschmolzen und aus- |
| geheizt werden kann und sich für die Erreichung |
| von Hochvakuum eignet, müssen derartige de- |
| montierbare Verbindungen auch feuerfest ausge- |
| führt werden. Der Schraubenbolzen 92 muß daher |
| mit Wärme behandelt werden und aus einer Werk- |
| zeugstahllegierung bestehen, welche Rotglut ver- |
| trägt. Vermöge dieser Rotgluteigenschaften zu- |
| sammen mit seinen Dehnungseigenschaften kann |
| ein derartiger Schraubenbolzen als Feder benutzt |
| werden. Die Schraubenbolzen92 werden zusammen- |
| geschraubt und erfahren eine Wärmebehandlung, |
| so d.aß sie einem lange andauernden Heizvorgang |
| bei Temperaturen von 45o° C standhalten können, |
| ohne ihr Gefüge zu verlieren und ihre Eigenschaften |
| einzubüßen. Die Muttern 97 und 94 können also mit |
| anderen Worten so stark angezogen werden, daß |
| der Schraubenbolzen 92 eine Dehnung entsprechend |
| einer Flächenbelastung von. ungefähr 200 000 Pfd. |
| pro Quadratzoll erfährt, und wenn (der Bolzen dann |
| in diesem gedehnten Zustand für viele Stunden bei |
| 450° ausgeheizt wird, ist die Federwirkung noch |
praktisch dieselbe. Mit anderen Worten., wenn der Schraubenbolzen
unter der Zugbeanspruchung im gedehnten Zustand ausgeheizt wird, läßt sein Druck
auf die Flansche nicht wesentlich nach, sondern er übt immer noch dein erwähnten
ungeheuren Druck aus.
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Da, der Ring 111 und der Flansch 16 aus einem Material geringerer
Expansion besteht als der Schraubenbolzen 92, müssen Einrichtungen zur Kompensation
dieser Expansionseigenschaft vorgesehen werden. Diese Einrichtungen bestehen aus
den Unterlagscheiben 93 und 89, die aus einem Material genügend hohen Expansionskoeffizienten
gefertigt sein müssen, um die gesamte Expansion des Bolzens 92, des Flansches 16
und des Ringes 111 auszugleichen. Auf diese Weise kann man die zusammengeschraubte
Röhre für viele Stunden ausheizen, ohne die Zugbeanspruchung der Schrauben wesentlich
zu verändern.
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Das Material, aus welchem die Schrauben 92 bestehen, isst eine Stahllegierung.
Die Unterlagschefben 93, 89 usw. sind aus rostfreiem Stahl gefertigt. Die Runge
23, 111, die Flansche 16 und 22 bestehen aus einer Stahllegierung. Die Muttern 94,
97 usw. werden aus Werkzeugstahl hergestellt. Die Muttern und Schrauben werden durch
Wärmebehandlung gehärtet aus Gründen der Festigkeit und: aus Gründen, die mit der
Vermeidung eines Frierens bei langer Ausheizüng unter hohenTemperaturen zusammenhängen.
-
Die Einzelheiten der Anodenidichtung oder -verbindung entsprechen
in jeder Beziehung denjenigen am Ring 111 und am Flansch 96-. Der Glaskörper 15
(Fig. 2 und 3) isst an seinen beiden Enden mit den zylindrischen Körpern 85' und
95' verschmolzen, welche ebenso geformt sind, wie die Körper 85 und 95. Der Flansch
96' auf Odem Körper 95' wird mit dem Flansch22 kupfergelötet, und der Körper 85'
ist mit dem Flansch 2o in derselben Weise verbunden. Die Bezugszeichen .ami diesen
beiden Dichtungsstellen sind, abgesehen von einem an den Teilen,derAnodendchtung
hinzugefügten Beistrich, dieselben,.
-
Ein Ring 116 und Drahtdichtung n 117 und 118, die zur Herstellung
eines demontierbaren Abschlusses am Gitterklemmenring 51 benützt werden, sind im.
einzelnen :in; Fig. r 1 und 12 ;dargestellt. Aus Fig. 3 ist zunächst ersichtlich,
daß der Ring 51 mit zwei ringförmigen Rillen versehen ist, von denen die eine auf
der Oberseite und die andere auf der Unterseite des Ringes angebracht sind. Die
Ringe 116 und 116' sind durch Hartlotung oder anderweiti@g in die Rillen eingefügt.
Jeder Ring 116 und 116' hat eine ringförmige Rille auf seiner Oberflache, die dem
Ring 51 gegenüberliegt, so :daß Auflageflächen entstehen, die auf Hochglanz poliert
sind: Das Material für die Ringe 116 und 116' besteht aus einer bestimmten Stahllegierung.
Die Lufthärtungseigensch:aften dieser Legierung geben eine genügende Härte, wenn
man sie auf Silberlottemperaturen erhitzt, um dieses Material mit Kupfer zu verbinden.
Die Flansche 1g und 2o, sind aus einer hergestellt, welche bei Kupferlöttemperaturen
(iloo° C) unter Luft eine genügende Härte annimmt, wenn die Flansche mit den Zylindern
85 und 8.5' verbunden werden. Die Flansche 19 und 2o sind ebenso wie der Ring 116
(Fig. 12) mit Auflage-ringen 12¢, z2:5, die auf Hochglanz poliert sind, ausgerüstet.
Die Drahtdichtungen 117 und 118, befinden sich zwischen,den verschiedenen Auflageblechen
der aneinanderliegenden Ringe und Flansche in Fig. 3. Ebenso wie die Schraubenbolzen
92 und Muttern 94 und 97 bei der Anoden- und Kathodendichtung wird hier ein außerordentlich
hoher Druck ausgeübt, um eine plastische Verformung :der Kupferdrahtdichtungen zu
erreichen.
-
Um die Flansche 19 und 2o vakuumdicht zu machen, werden sie mit einer
Kupferschicht von ungefähr 0,0o15 Zoll Dicke elektroplattiert, bevor die Hartlösung
mit :den Zylindern 85 und 85' stattfindet. Die Ringei 16 und 116' werden ebenfalls
dadurch vakuumdicht gemacht, daß sie zu-erst einen Überzug aus Kupfer von ö,ooi
bis o,oo15 Zoll Dicke erhalten und sodann einen Silberüberzug von 0,00075 Zoll Dicke;
bevor die Silberverlötung dieser Ringe mit den Ringen 51 stattfindet, wobei das
Ag-Cu-Eutektikumlot benutzt wird, welches sich aus diesen Überzügen bildet.
-
Unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig.2 sei wiederholt, @daß die zentrale
Zuführungsleitung 13 für die Kathode über die flexible Verbindung an die Klemme
25 angeschlossen ist. Die Klemme 25 ist von der Flanschklemme 2q. mit Hilfe einer
Glimmerscheibe 27 isoliert, die zwischen die beiden Ringe loo und zog aus rostfreiem
Stahl eingeklemmt ist. Diese isolierte Dichtung ist gleichzeitig wasserdicht, da
das Kühlwasser in dem Hohlraun 36 nicht verloren gehen darf. Die Ringe zoö und -log
aus rostfreiem Stahl sind mit Auflageblechen zur Erhöhung des Druckes versehen,
um einen wasserdichten Abschluß zwischen den Flanschen 2q. und :den Flanschen der
Zuleitung 25 und dem Band 26 sicherzustellen. Die Schraubenbolzen 126 aus rostfreiem
Stahl und die Muttern 129 und 130 .bewirken den wasserdichten Abschluß wie oben
beschrieben. Die Hülse 127 aus keramischem Material od. dgl. dient ebenso wie die
Glimmerschicht 128 dazu, idie Bolzen 126 und die Muttern 13o von,der Klemme 2:5
zu isolieren. Die Leitung 2.6 besitzt eine genügende longtudinale Biegsamkeit, damit
während des Betriebes beim Auftreten von wbergroßenTemperätürunterschieden zwischen
dem Leiter 13, 13' und dem Strahlformer 2 sowie den Zylindern; 17; 30 und
3ä keine übergroße mechanische Beanspruchung auf die Vakuumdichtung 28 ausgeübt
wird. Die Zuleitung 26 ist genügend wassergekühlt, um einen zuverlässigen Betrieb
selbst bei einem Kathodenstrom von mehreren tausend Ampere zu gewährleisten, der
zur Heizung der Kathode nötig sein kann.
-
Wie weiter oben erläutert, wird das Kühlwasser durch das Einlaß.robr
32 zugeführt, welches mit den Kanälen 36; 35, 1
07' und 34 in Verbindung steht,
und fließt über das Auslaßrohr 33 wieder ab. Die Wassertrennwand 31 (Fig. 2) ist,
wie ersichtlich,
| bei 131 mit dem inneren Teil des, Ringes i oo durch |
| eine Silberverlötung verbunden und besitzt einen |
| Flansch i i2, der auf der Fläche 99 der Innenseite |
| des Zylinders 3o aufliegt. Um die Trennwand 31 ist |
| ein Kupferrohr 132 in Form einer Schraubenlinie |
| herumgewunden, welches das Kühlwasser bei seiner |
| Abwärtsbewegung in den Kanal 34 leitet. Außer- |
| dem wird durch das Rohr 132 der Abstand' der |
| Trennwand 31 von dem Zylinder 17 sichergestellt. |
| Wie oben beschrieben, besteht die Pantographen- |
| anordnung aus einer großen Anzahl dünner |
| Lamellen, die an ihren beiden: Enden fest mitein- |
| ander verbunden sind, wobei diese Enden durch |
| parallele gleitende Zwischenlamellen voneinander |
| getrennt werden. Da die Lamellen außer an den |
| Enden nicht miteinander verbunden sind, ist die |
| ganze Anordnung sehr nachgiebig, und wegen der |
| geometrischen Form, die von. der Gesamtdicke der |
| Lamellen herrührt, verhält sich die Anordnung |
| ähnlich wie die bekannten Pantrographen. Da die |
| Pantographenanordnung in einer Ebene, die senk- |
| recht zu der Lamellenebene liegt, nachgiebig ist, |
| bleiben beim Auftreten einer solchen Auslenkung |
| die Lamellenenden praktisch parallel zu ihrer ur- |
| sprünglichen Lage. Aus diesem Grunde wird durch |
| die Pantographenanordnung keine oder nur eine |
| verschwindend geringe Verbiegung der Kathoden- |
| oder der Gitterdrähte bewirkt. |
| Es ist zu erkennen, daß die Pantographenanord- |
| nung in allen anderen Bewegungsrichtungen sich |
| recht starr verhält. Die zu der Ebene der Lamellen |
| senkrechte Ebene ist diejenige, in der gute Nach- |
| giebigkeit vorhanden stein muß. Wie weiter oben |
| ausgeführt, ist die Nachgiebigkeit in dieser Ebene |
| wegen der Längenausdehnung der Kathoden- und |
| Gitterdrähte erforderlich. Diese Längenausdehnung |
| der erwähnten Drähte wird durch die Panto- |
| graphenanordnung ermöglicht. Es ist somit zu er- |
| sehen, daß der Pantograph alle Bewegungen senk- |
| recht zur Längsachse der Drähte begrenzt. Da jeder |
| einzelne Draht mit seiner eigenen Aufhängevor- |
| richtung versehen ist, kann kein Kathoden- oder |
| Gitterdraht durch die Expansion oder die Längen- |
| änderung eines anderen beeinflußt werden. Die Ein- |
| führung von. Befestigungsvorrichtungen, wie sie |
| hier beschrieben. sind, macht auch alle Bedenken |
| «gegen der Gesamtabmestsungen solcher Vorrich- |
| tungen hinfällig. Weiterhin erlaubt sie die Kon- |
| struktion einer Röhre mit buchstäblich einer un- |
| begrenzten Zahl solcher voneinander unabhängiger |
| Befestigungsvorrichtungen, ohne daß eine Beein- |
| flussung eines Kathoden- oder Gitterdrahtes durch |
| einen anderen Kathoden- oder Gitterdraht zu be- |
| fürchten ist. |
| Die Kathode i der elektronenoptischen Vorrich- |
| tung nach Fig. 6 besitzt einen trapezförmigen Quer- |
| schnitt. Der Kathodendraht ist ursprünglich rund, |
| kann aber durch Erhitzung des runden Wolfra.m- |
| drahtes in einer Wasserstoffatmosphäre und durch |
| Rollen, des heißen Drahtes träpezförmig geformt |
| «-erden. Die eine der Rollen ist mit einer trapez- |
| förmigen Eindrehung versehen, in die der 'runde |
| Wolframdraht hineingepreßt wird. Während der , |
| Draht zwischen den Rollen hindurchläuft, nimmt er |
| also einen trapezförmigen Querschnitt an. Die |
| Gitterelemente 3 der beschriebenen Röhre bestehen |
| ebenfalls aus Wolfram und werden durch einen |
| Herstellunigsprozeß gewonnen, durch welchen der |
| runde Draht in eine 01uerschnittsform gebracht |
| wird, die sich als Gitter in der elektronenoptischen |
| Anordnung gut eignet. Die zur Formung der |
| Kathoden- und Gitterdrähte dienenden Einrich- |
| tungen stellen für sich keinen Teil der Erfindung |
| dar, sondern werden nur zur Erleichterung der Her- |
| stellung der Röhre benutzt. An Stelle von Wolfram |
| können auch andere geeignete Metalle benutzt |
| werden. |
| Ein andereis neues Merkmal der Konstruktion |
| gemäß der Erfindung bezieht sich auf den Isolier- |
| körper i i, der von dem Metallkörper 53 getragen |
| wird. Die Herstellung dieses Körpers geschieht da- |
| durch, daß der keramische Körper i i mit der |
| Metallkappe 12 und mit dem Metallstück 53 durch |
| Silberlötung oder durch Aufschmelzen von Kupfer- |
| lot verbunden wird. Um eine befriedigende Verbin- |
| dung zwischen dem Metall und dem keramischen |
| Material sicherzustellen, trotz der Tatsache, daß die |
| thermischen Expansionseigenschaften von Metall |
| und Keramik sehr verschieden sind, werden die |
| Metallstücke an der Berührungsstelle mit dem |
| keramischen Körper derart mit Rillen versehen, daß |
| sich Finger von-kleiner Auflagefläche auf dem |
| keramischen Körper ergeben, so daß die Biean- |
| spruchungen, die von den Unterschieden der ther- |
| mischen Ausdehnungskoeffizienten, .d. h. von der |
| Fehlanpassung der thermischen Expansion, her- |
| rühren, die Bruchfestigkeit des keramischen |
| Materials nicht überschreiten. Hierdurch wird die |
| Herstellung von gut gegeneinander isolierten Teilen |
| oder einer Haltevorrichtung erleichtert. Die Festig- |
| keit einer solchen Metall-Keramik-Verbindung ist |
| groß genug, um die Einspannung der Gitte-rtrag- |
| vorrichtung i2 in eine Maschine zu erlauben, in der |
| dann der Rand 83 (vgl. Fig. 3) des Metallunterteils |
| 53 (s. auch Fig.7), welcher über dem Keramik- |
| körper ii mit der Metallkappe 12 fest zusammen- |
| hängt, genügend genau bearbeitet werden. kann, um |
| die Tragnase 9 an die richtige Stelle zu bringen. |
| Der Körper 12 kann also unmittelbar auf der |
| Maschine bis auf seinen kritischen Durchmesser |
| und die erforderliche Oberflächenform bearbeitet |
| werden. Dieser Vorgang vereinfacht die genaue |
| Montage der Metallkappe 12 zu dem inneren Leiter |
| 13 erheblich. |
| Die Einschmelzung bei 2,8 wird. in der Röhre |
| mittels Hochfrequenzschweißung angebracht. |
| Die intensiv gekühlte Anode 4 ist gemäß der |
| obigen Beschreibung so ausgeführt, daß ihr äußerer |
| Ansatz 2i' aus demselben Stück Kupfer hergestellt |
| wird wie die intensiv gekühlte Anode 4, in der die |
| Kanäle 14 angebracht sinid. ,Der dünnwandige Fort- |
| satz 21' läuft über den Bereich 42 zurück, wie in |
| Fig. 2 und 3 angedeutet. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, |
| daß der äußere Wasseranschluß und die Wasser- |
| führungseinrichtung 38, 39 und 49 sowie die |
| Trennwand 44 zusammen derart angebracht sind, |
daß sie erst nach Fertigstellung .der Röhre vor der Ingebrauchnahme
angebaut zu werden brauchen. Die Deckkappe 49 wird mit Schrauben 133 befestigt,
.die durch Muttern 134 auf einem Stahlring I35 gesichert werden:, der selbst mit
dem Zylinder 2I durch Silberlötung verbunden ist. Eine Gummi-oder Korkdichtung
137 zwischen dem Ring I'36 und der Deckkappe 49 ist wasserdicht ausgeführt.
Vor der Anbringüng der Deckkappe 49 auf dem Zylinder 21 kann -ein Flansch, der nicht
mit dargestellt ist, in üblicher Weise zum Abschluß des Zylinde.rsr2= während des
Ausheizens dwr Röhre benutzt werden, oder man kann den Hohlraum für das Anodenkühl-#vasser
bei Vorhandensein der Deckkappe 49 evakuieren. Eine Hilfsverbindung
138,
deren. unteres Ende mit dem Ring 23. verbunden ist, umgibt :den oberen Teil des
Zylinders 21 und hat eine Einlaßöffnung 139 sowie eine Aüslaßöffnung I40.. Während
des letzten Teils der Evakuierung und bei Heizung der Kathodendrähte wird idie Anodenoberfläche
durch die Abstrahlung der Kathode erhitzt, wobei die Anodentemperatur auf ungefähr
80o° C ansteigt. Um eine schädliche Oxydation der äußeren Oberfläche. der Anode
und der angrenzenden Teile zu vermeiden, spielt sich dieser Vorgang im Vakuum oder
in einer nicht oxydierenden Atmosphäre ab. Die von der Anode abgestrahlte Wärme
erhitzt den Zylinder 21, und mittels einer Kühlflüssigkeit im Kanal bei 138 wird
ein Bruch der Anodeneinschmelzung verhindert. Außerdem wird die Silberverlötung
zwischen dem Zylinder 2 1 undt dem Fortsatz 2I' durch Kühlung :des oberen Endes
deis Zylinders 21 vor dem Schmelzen bewahrt. Wenn im Bereich, wo die Wasserkühlung
der Anode wirkt, Vakuum vorhanden ist, wird die Anode vor der Zerstörung, welche
als Folge des Unterschiedes zwischen dem inneren geringen Druck und dem äußeren
Atmosphärendruck auftreten könnte, bewahrt.
-
Bei der Herstellung der beschriebenen Röhre wird @dais@ untere Ende
des Zylinders 13 an eine Vakuumpumpe angeschlossen und ihr Inneres evakuiert. Die
Kathodendrähte werden etwas unterhalb der Betriebstemperatur für kürze Zeiten mit
Strom gespeist, und die Röhre wird sodann zum Ausheizen in einen Vakuumofen gebracht,
in welchem .die Temperatur allmählich 'auf 400° C gesteigert wird und in welchem
sie für ..mehrere. Stunden Verbleibt. Die Temperatur wird sodann allmählich wieder
auf Zimmertemperatur gesenkt und sodann über die Einlaßöffriung 32 Wässer zugeführt,
worauf die Anode in der oben beschriebenen Weise behandelt wird. Nachdem die Anode
abgekühlt ist, wird die Deckkappe 49 aufgeschraubt und die Kathode bns etwas über
Raumtemperatur erhitzt. Eine weitere Entgasung läßt sich dann durch das übliche
Verfahren des Elektronenbombardements von Gitter und Anode bewerkstelligen, Schließlich
wird die Röhre durch Abklemmen des Metallrohrs 47 verschlossen. Eine Röhre mit den
unten, angegebenen inneren Abständen und mit 48 getrennten Kathodendrähten sowie
48 Gitterdrähten, die eine aktive Länge von
| ungefähr 7,5 Zoll besitzen, hat eine Ausgangs- |
| leistung von. 5o ooo Watt ergeben bei einer |
| Annodenspanmung von. 2o ooo- Volt, einer Steuer- |
| leistung von rooo Watt und einer Kathodenheiz- |
| leistung von 13 000 Watt. Die aktive Anodenober- |
| fläche hatte einen Abstand von den vorspringenden |
| Flächen des Strählformers von 0,320 Zoll, während |
| die Kanäle 2" des Strahlformers o,roo Zoll Breite |
| besaßen. Die aktive Oberfläche jedes Kathoden- |
| drahtes war 0,056 Zoll breit und war im Strahl- |
| formungskanal ungefähr 0,2,5 Zoll versenkt. Jeder |
| Gitterdraht hatte in der Richtung zur Anode eine |
| Dicke von 0,o62 Zoll und einen Abstand vom Strahl- |
| former von 0,030 Zoll. |
| Das Gläs:gefäß mit den Einrichtungen zur Mon- |
| tage und zur Konstruktion desselben kann aus ge- |
| wöhnlichem geblasenem Glas bestehen, wie es zum |
| Verschmelzen von Glas mit Metall benutzt wird. |
| Vorzugsweise soll jeder der Zylinder 15 oder 50 |
| aus zwei Glasrohren hergestellt werden. Jedoch |
| werden diese Zylinder so hergestellt, daß das üb- |
| liche Glasblasen zur Verbindung des Metalls mit |
| einem Glasrohr gleichzeitig nur an einem Ende |
| stattfindet und das andere Ende des Glasrohrs un- |
| berührt bleibt, bis später die beiden freien Glas- |
| enden je zweier Rohre zur Bildung des Zylinders |
| 15 oder 5o verbunden werden., während die Metall- |
| flansche, die mit jedem der beiden Einzelrohre ver- |
| bunden sind, in eine Präzisionsform eingespannt |
| sind; welche eine außergewöhnlich genaue Verbin- |
| dung der beiden Glasrohre zu einem Zylinder |
| sicherstellt, so daß die Metallflansche parallel, |
| konzentrisch und/oder konaxial sind. Diese Ein- |
| spännvorrichtung besteht im wesentlichen aus |
| Flanschen, an welchen die Gwhäuseflansche starr be- |
| festigt werden, wobei die Einspannflansche von |
| einer zentralen Stange getragen werden, die in |
| einem einzigen Futter einer Glasdrehbank an- . |
| gebracht ist. Durch Benutzung des Futters zur |
| Sicherstellung einer konaxialen und parallelen Lage |
| der beiden Gehäuseflansche ist es möglich, eine |
| wesentlich höhere Genauigkeit in. der mechanischen |
| Anordnung .der Flansche zu erreichen, als sie sich |
| bei Benutzung einer gewöhnlichen Glasdrehbank |
| erzielen ließe. Nachdem die Flansche mit dien beiden |
| flanschartigen Körpern verbunden sind, werden die |
| eingeschmolzenen Ränder der Flansche 16, I9, 2o |
| und 22 abgefräst, damit sie genügend eben werden |
| und sich nicht verziehen uniwährend des nach- |
| folgenden Montagevorgangs nicht zu einem Bruch |
| des Glaseis führen. Dieser Montagevorgang besteht |
| in der Anbringung der isolierenden Rohrflansche |
| auf den Zuleitungsringen. |
| Obwohl die Erfindung an Hand der besonderen, |
| in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform |
| beschrieben: ist, soll sie nicht auf diese Aus- |
| führungs:form beschränkt sein, da sich noch ver- |
| schiedene Abänderungen innerhalb des Erfindungs- |
| gedankens anbringen lassen. So könnten beispiels- |
| weise .die Kathoden- und Gitterdrähte, obwohl sie |
| im Ausführungsbeispiel nur am einen Ende nach- |
| giebig und am anderen Ende starr befestigt sind, |
| auch an beiden Enden nachgiebig angebracht |
,v.rden. Außerdem kann man, statt die Kathode innerhalb der Anode
unterzubringen, auch die Anode innerhalb der Kathode anordnen. Andere Abänderungen,
die getroffen werden können und die ohne weiteres als möglich erscheinen, bestehen
z. B. darin, daß jede Elektrode innerhalb einer Ebene angebracht wird. Die konzentrische.
im Ausführungsbeispiel beschriebene Anordnung stellt also keine Beschränkung dar.