DE884058C - Entladungsgefaess mit Aussenanode - Google Patents

Description

• Entladungsgefäß mit Außenanode Es ist bekannt, temperaturempfindliche Vakuumdichtungen oder Glasverschmelzungen durch Anordnung schlechter Wärmeleiter, durch Vorbeileiten des Wärmestroms an ihnen oder eine eine andere Art thermischer Entlastung vor jähen. Temperaturwechseln und/oder hohem oder raschem Temperaturanstieg zu schützen. All diese Verfahren bzw. die auf ihnen beruhenden Konstruktionen sowie die Anordnung von Wärmewiderständen irgendwelcher Art sind nur wirksam bei Vakuumapparaten und Gefäßkonstruktionen größerer Ausmaß. Sie müssen, um wirksam zu sein, im Verhältnis zum Gefäß, insbesondere aber im Verhältnis zu den von ihnen zu schützenden Glasverschmelzungen selbst, sehr groß und umfangreich und damit sehr schwer sein und sind nicht anwendbar bei kleinen, in ihren Teilen zusammengedrängten Entladungsgefäßen. Hinzu kommt, daß bei eng aufeinander liegenden Röhrenteilen, insbesondere aber geringem Abstand zwischen hocherhitztem Röhrenteil, insbesondere der Anode, und gefährdeter Glasdichtung schon die Wärmeübertragung durch Strahlung auf die empfindliche Stelle derart erheblich ist, daß ein Schutz der Glasverschmelzung durch zwischengeschaltete Wärmewiderstände nicht zu erreichen ist.
• Entladungsgefäße mit metallischer oder überwiegend metallischer, zum Teil selbst als Anode wirkender Gefäßhülle können bekanntlich sehr stark belastet werden. Es ist sogar möglich, die Belastung so weit zu treiben, daß der Metallmantel glühend wird. Für das Erreichen und die- Aufnechterhaltung einer derart hohem Rohrbelastung ist jedoch die Erfüllung zweier Voraussetzungen nötig. Erstens darf der metallische Gefäßmantel hinsichtlich seines Gefüges und seiner Wandstärke keimerlei vakuumstörende Porosität auch bei der höchsten in solchem Betrieb auftretenden Temperatur aufweisen, und zweitens darf das Abschlußorgän und das überwiegend aus Glas bestehende Dichtungsmittel unter der Geschwindigkeit der auftretenden Temperaturveränderung und/oder der Ungleichmäßigkeit der lokalen Temperaturverteilung an ihm nicht leiden.
• Die Erfindung befaßt sich mit der Erfüllung der zweiten vorstehend genannten Bedingung. Sie nimmt eine geeignete thermische Trennung und/oder Entlastung der temperaturwechselempfindlichen Dichtungsstelle von dem im Betrieb der höchsten und raschesten Temperaturbeanspruchung ausgesetzten Röhrenteil vor.
• Die Trennung wird dadurch .erreicht, daß mittels ;geeigneter Profilierung des metallischen Gefäßkolbens und Wahl seiner Wandstärke die erwähnten zwei Stellen für ein thermisch entgegengesetztes Verhalten ausgebildet werden, derart, daß: der plötzlichen Wärmeschwankungen ausgesetzte Gefäßteil rasch und trägheitsarm folgen kann, wähnend die thermisch träge-Dichtungsstelle sowohl denAbso.lutbetrag der an der Anode auftretenden Temperatur nne erreicht als außerdem einen extrem langsamen, weit unter der zulässigen Entspannungsgeschwindigkeit der überwiegend durch Glas bewirkten. Gefäßdichtung liegenden Temperaturanstieg zeigt. Auf diese Weise werden rasche Temperaturwechsel der Anode, insbesondere ihr jäher Temperaturanstieg bei der Belastung, von der die Glasverschmelzung tragenden Dichtungsstelle ferngehalten, infolge :der Wärmeträgheit der letzteren deren Temperaturveränderungen gedämpft und sie gegen die thermisch hochbelastete Kolbenstelle, die Anode, wirksam abschirmt.
• Da der Verschlußteil aus konstruktiven Gründen häufig die auf einem schwer erweichenden Tragkörper (vorzugsweise aus keramischem Material) isoliert angeordneten Durchführungen trägt, welche ringsum vom metallischen Gefäßflansch umgeben sind, erhält er die entwickelte Wärme überwiegend an seinem äußeren Umfang vorn Kolbenrand durch Leitung zugeführt, während das zentralliegende Glas kälter bleibt. Dieser ungleichmäßigen, einseitigen Randerhitzung des Glasteils wird nun erfindungsgemäß weiterhin durch ein relativ weites Hineingreifen einer Metallmasse gegen die Glasteilmitte vorgebeugt, derart, daß bei plötzlich auftretender Glühhitze der Anode sich die Temperatur des mit Glas überzogenen Metallkolbenrandes .einerseits nur langsam steigert; andererseits aber gleichzeitig auch der Mitte und der ganzen Ausdehnung des Glasteils so weit zugeführt wird, daß das zeitliche Nachhinken der Temperatur in der Mitte der Glasscheibe gegenüber derjenigen an ihrem Rand, d. h. die Temperaturdifferenz zwischen Mitte und Scheibenrand, auf ein Minimum reduziert wird.
• Es wird auf diese Weise erreicht, daß Rohrbelastungen intermittierender Art und selbst Stoßbelastungen des Gefäßes bis auf hellste Rotglut die Dichtungsstelle weniger, insbesondere aber so. langsam, stetig und über ihre ganze Ausdehnung gleichmäßig erwärmen, @daß die auch für stundenlange Höchstlast jedes Reißen ausschließende Transformationstemperatur für alle Punkte des Glasteils, selbst bei Verwendung thermisch bis zu einem gewissen Grade verschieden .gearteter Werkstoffe an demselben, hinreichend gleichzeitig und für die Glasdichtung gefahrlos erreicht wird.
• Das Entladungsgefäß besitzt also erfindungsgemäß zwei Teile, einen, der hohen und rasch auftretenden Temperaturbeanspruchungen ausgesetzt ist und abstrahlfähg und thermisch trägheitsarm ist, die eigentliche Anode, und einen, der die Glasdichtung und die Durchschmelzung der Stromzuführungen trägt und infolge seiner großen Wärmekapazität sehr temperaturträge ist. Ähnlich wie die beschriebene Maßnahme wirkt sich eine in Richtung von der Anode auf die Glasdichtung verlaufende Zunahme,des Gefäßdurchmessers, die zweckmäßigerweis@e mit Wandstärkeveränderungen kombiniert wird, aus. Aus Herstellungsgründen liegt es auf der Hand, die erforderlichen Wandstärke- bzw. Masseveränderungen durch Einpressen von Materialmassen in Gestalt kleiner Ringe öder Konusse aus Metall, keramischem Material od, dgl. herzustellen. Die beschriebene, Schutzmaßnahme eignet sich zur thermischen Abdeckung jeder Art von Glasverschmelzung an metallischen Entladungsgefäßen, insbesondere zum Ausgleich und zur Beseitigung solcher Glasspannungen, welche, durch abweichend.-oder streuende Werkstoffausdehnungen bewirkt, eine Serienherstellung solcher Gefäße empfindlich stören, und hält für Herstellung und/oder den Betrieb solcher Röhren unzulässige Beanspruchungen von den empfindlichen Dichtungsstellen sicher fern. Dies ist bei komplizierten oder schwer spannungsfrei herstellbaren Durchschmelzungen von erheblichem Vorteil, und zwar besonders dann, wenn beispielsweise an oder mit einem Metallkolben in relativ kleinem Abstand voneinander zwei oder mehrere temperaturempfindliche Glasteile zu verbinden sind, welche nicht gleichzeitig, sondern nacheinander auf den Gefäßkolben aufgeschmolzen werden müssen, ohne daß die erste Verschmelzung der für die darauffolgende erforderliche thermische Beanspruchung des Rohres ausgesetzt sein darf.
• Die Anordnung einer solchen Staumasse bewirkt sogar infolge der der Glasverschmelzung aufgezwungenen langsamenAuskühlung nach dem eigentlichen Verschmelzungsprozeß des Kolbens noch eine selbsttätig wirkende Temperung der aufgeschmolzenen Glasschicht, welche den kommenden thermischen Herstellungs- und Betriebsbeanspruchungen dann um so leichter standzuhalten vermag, und gestattet infolge der von ihr verursachten Reduktion der maximalen Glastemperatur bei Belastung der Anode die Verwendung tiefschmelzender, weicher Gläser oder sonstiger Dichtungsmittel für den Gefäßverschluß mit all ihren Vorteilen.
• In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Anordnung schematisch im Schnitt veranschaulicht. Es bedeutet i die Gefäßhülle, deren als Anode wirkender Teil 2 hocherhitzt wird und deren flanschartige Erweiterung die Glasverschmelzung 4. trägt; ist ein eingepreßter Metallring. Die Durchführungen 6 sind befestigt in der schwer erweichbaren, isolierenden Scheibe 7, insbesondere aus keramischem, vorzugsweise porösem oder mit Durchbohrungen versehenem keramischem Material, und abgedichtet durch die obenerwähnte Glasverschmelzung.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Entladungsgefäß mit Außenanode, dessen vakuumdichter Abschluß durch eine den keramischen Verschlußkörper und den Rand des Vakuumgefäßes bedeckende Glasschicht erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Dichtungsstelle im Innern des Gefäßes eine zusätzliche Werkstoffanlagerung vorgenommen ist, die an dem der Dichtungsstelle benachbarten Teil der Anode und teilweise an der inneren Fläche des Verschlußkörpers anliegt.
2. 2. Entladungsgefäß mit Außenanode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an ihm durch Wahl seines Querschnittprofils, insbesondere durch Anlagerung wärmeträger Materialmassen an oder unter dem schwer erwe ichbaren Dichtungsmittel, zwei oder mehrere Stellen entgegengesetzten thermischen Verhaltens, vorzugsweise aber stark sich unterscheidender Wärmeträgheit, ausgebildet werden.
3. 3. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittprofil des Metallkolbens in der Nähe der Glasverschmelzung, insbesondere durch Anordnung einer wärmeträgen Material-, vorzugsweise Metallmasse, unter derselben derart ausgebildet wird, daß die durch Leitung dorthin. übertragene Wärme vorzugsweise der Mitte der Glasscheibe zugeführt wird.
4. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Betrieb sich vor anderen erwärmenden Kolbenteile mit einem nur durch die Undurchlässigkeit der Kolbenwand begrenzten Minimum, die metallischen Auflagestellen für die Glasverschmelzung und/oder die Kolbenteile in deren Nähe mit einem Maximum an Materialmenge versehen sind.
5. 5. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen.i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmestauung längs des Metallkolbens Veränderungen des Querschnittprofils desselben, insbesondere Wandstärkeveränderungen, dienen.
6. 6. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen i bis 5, dadurchgekennzeichnet, daß der Wärmestrom im Kolbenprofil den ganzen Querschnitt einer oder mehrerer Wandstärkeverdickungen oder Materialanhäufungen passieren muß.
7. 7. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbendurchmesser von der heißesten Stelle aus in Richtung auf die Glasdichtung zunimmt. B.
8. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, .daß die am Kolben für die aufzuschmelzende Glasdichtung vorgesehene Metallunterlage derart dick und breit ausgebildet wird, daß der Glasteil seiner Transformatio:nstemperatur entsprechend über seine ganze Ausdehnung hinreichend langsam und gleichmäßig erhitzt wird. g.
9. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen: i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Wärmeschutzorgane nach der Art oder der Dauer der Rohrbelastung dimensioniert sind. io.
10. Entladungsgefäß mit Außenanode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Masse aus einem isolierenden, insbesondere aus einem keramischen Material besteht. ii.
11. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen 3 und io, dadurch gekennzeichnet, daß diese Masse in Form eines in das Gefäß eingeführten, insbesondere eingepr eßten Ringes, Zylinders oder Konus vorgesehen wird.
12. 12. Entladungsgefäß mit Außenanode nach den Ansprüchen 3, 1o und i i, dadurch gekennzeichnet, daß diese Masse beim spanlosen Formprozeß des Kolbens gleichzeitig miteingepreßt wird.