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Elektrische Entladungsröhre mit an Stäben befestigten Elektroden Es
ist bekannt, Elektroden und andere Innenteile von elektrischen Entladungsröhren
an Stäben zu befestigen. Diese Bauart kommt häufig bei Elektronenstrählröhren vor,
aber auch in anderen Röhren, die eine Reihe von Elektroden oder Schirmen besitzen,
wie Gleichrichterröhren, Multipfikatorröhren usw., ist sie anwendbar. Bei Elektronenstrahlröhren
wird das Elektrodensystem häufig an einer Anzahl von parallel zu der Röhrenachse
aufgestellten Stäben befestigt. Hierdurch wird ein widerstandsfähiges System erhalten,
dessen Teile nicht leicht durch Schlag oder Stoß aus ihrer Lage gebracht werden
können.
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In einer der bekannten Ausbildungen bestehen die Stäbe aus Glas, und
die Elektroden sind dadurch an ihnen befestigt, daß das Glas weich gemacht und Stützorgane
der Elektroden in .dasselbe eingedrückt werden, so daß nach der Abkühlung .des Glases
die Stützorgane fest im Glas verankert sind. Ein dabei auftretender Nachteil ist,
daß häufig unsymmetrische Formänderungen der Stäbe vorkommen, die zur Folge haben,
daß die Elektroden sich gegenseitig etwas verstellen. Die genaue Zentrierung der
Elektroden geht dadurch verloren, was verschiedene Fehler in der Fokussierung des
Strahls, wie Astigmatismus, zur Folge haben kann.
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Auch bei anderen Trägerbauarten als die mit Stäben kann das Eindrücken
von Stützorganen in Glas den obenerwähnten Nachteil mit sich bringen, obzwar es
im übrigen eine sehr solide Befestigungsweise
darstellt: Die Erfindung
bezweckt, eine gute ' Befestigung von Elektroden und anderen Innenteilen von Entladungsröhren
unter Vermeidung dieses Nachteiles zu erreichen.
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In einer erfindungsgemäßen Röhre sind die Trägerorgane mit Längsrillen
versehen, in .denen eine verhärtete Masse vorhanden ist, in welchen Stützen der
befestigten Gegenstände gefäßt sind. Diese Tragorgane können Ringe oder Scheiben
sein, zwischen deren Flächen das Elektrodensvstern aufgestellt ist. Es können auch
Stäbe sein, wie eingangs erwähnt. Im letzteren Falle weicht die Befestigung nach
der Erfindung von derjenigen bei Röhren mit angeschmolzenen Glasstäben darin ab,
daß die Elektrodenstützen nicht direkt im Material, aus dem die Stäbe bestehen,
sondern in einer Füllmasse gefaßt sind, die in Längsrillen der Stäbe angebracht
ist.
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Bei Stäben bietet die Verwendung von Längsrillenden Vorteil, daß,die
Elektroden auf jeder beliebigen Höhe an den Stäben befestigt werden können und für
verschiedene Typen von Röhren die gleichen Tragstäbe benutzt werden können.
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In einer besonders geeigneten Ausführung ist,die Rille an der Mündung
enger als weiter innenwärts. Die Füllmasse wird bei dieser Ausführung besser im
Stab festgehalten als bei einer Rille, die an der Mündung am weitesten oder überall
gleich weit ist. Die Stäbe können dann die Form von Röhrchen mit einer Längsnaht
besitzen.
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Die Stäbe müssen aus einem Werkstoff mit einem hohen Schmelzpunkt
oder Erweichungspunkt, wie Quarz oder nötigenfalls Hartglas, angefertigt sein. Besser
ist noch, einen keramischen Werkstoff zu verwenden, wie Steatit oder Magnesiumsilicat.
Auch ist es möglich, Metallstäbe mit einer isolieren--den Füllmasse zu verwenden.
Die Füllmasse könnte aus Werkstoffen bestehen, die sich durch Trocknen härten, wie
mit Wasserglas vermischtes Magnesiumoxyd, Bleiglässe u. dg1. Bessere Ergebnisse
werden mit einem isolierenden, anorganischen, thermoplastischen Stoff erreicht,
dessen Anwendung für .die Befestigung von Innenteilen einer Entladungsröhre im allgemeinen
bereits zu anderen Zwecken vorgeschlagen. wird. Glas und Emaille sind ganz besonders
geeignete Werkstoffe für diesen Zweck, weil sie den von den Umständen, unter dienen
sie in diesem Fall verwendet werden, bedingten Anforderungen ausgezeichnet entsprechen.
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Gegenüber der bekannten Bauart, bei der die Elektroden im Tragorgan
aus Glas befestigt sind, bietet diejenige nach der Erfindung den Vorteil, daß Glas
mit einer viel niedrigeren Erweichungstemperatur,wie Bleiboratgl.as, für die Befestigung
verwendet werden kann, so .daß eine weniger starke Erhitzung ausreichend ist und
die Elektroden weniger beansprucht werden.
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Röhren nach der Erfindung können dadurch angefertigt werden, daß die,
zu befestigenden Gegenstände auf einer Montageschablone aufgestellt werden in der
Stellung, die sie in ,der Röhre in bezug aufeinander einnehmen müssen, und die Tragorgane,
deren Aushöhlungen vorher mit einer weichen, später zu verhärtenden Masse gefüllt
sind, auf diesen -Gegenständen aufgestellt werden, wobei an den Gegenständen befindliche
Stützen in die weiche Masse gedrückt werden. Darauf wird der Härtungsprozeß durchgeführt
und narb dessen Beendigung die Montageschablone entfernt.
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Füllstoffe, .die sich durch Trocknung härten, bieten,den Vorteil,
daß sie im Augenblick, -in dem sie angebracht werden, bei Zimmertemperatur knetbar
sind. Dieser Vorteil kann auch bei der Verwendung von Glas oder Emaille erhalten
werden. In diesem Fall kann der Füllstoff in Form einer breiartigen Masse, die Glaspulver
und eine Anmachflüssigkeit enthält, in den Aushöhlungen der Tragorgane angebracht
werden.
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Wenn die Tragorgane aus Metall (bestehen, kann die bei der Verwendung
von Glas und derartigen thermoplastischen Füllstoffen erforderliche Erhitzung elektrisch
erfolgen, z. B. mittels eines hochfrequenz.magnetischen Wechselfeldes. Metallstäbe
höhnen durch, eine direkte Verbindung mit einer Stromquelle elektrisch erhitzt werden.
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Die ,Erfindung ermöglicht auch eine elektrische Erhitzung bei Tragorganen
aus Isoliermaterial. Es kann zwar auch mittels einer Gasflamme oder mittels Wärme
.ausstrahlender Körper die erforderliche Erhitzung erhalten werden, aber dann tritt
der Nachteil auf"daß .die Wärme schwer lokalisiert werden kann und verschiedene
in der Nähe liegende Teile notwendigerweise miterhitzt werden. Nach einer weiteren
Entwicklung der Erfindung werden die Stäbe mit einer oder mehreren zusätzlichen
Rillen oder Längskanälen versehen, in welche ein von einem elektrischen .Strom durchflossener
Leiter gelegt wird: Die sich,daraus im Innern des Stabes ergebende Joulesche Wärme
dringt 'leicht bis zur Füllmasse durch, ohne sich in beträchtlichem Maß .der weiteren
Umgebung mitzuteilen.
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Infolge der Erhitzung wird die Anmachflüssigkeit ausgetrieben und
die Körper des Glaspulvers erweichen, iso.daß sie zu einer zähen gleichförmigen
Masse zusammenfließen. Bei fortgesetzter Erhitzung wird die Masse stets mehr flüssig
und füllt leicht die engen Räume aus. Selbstverständlich muß ,die Temperatur derart
geregelt werden, daß die weiche Masse nicht aus den Aushöhlungen wegläuft oder abtropft.
Wenn sie gut ausgeflossen ist, läßt man sie abkühlen rund nimmt schließlich die
Montageschablone weg. Das System ist dann zur Aufstellung auf -dem Röhrensockel
geeignet.
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Bei Elektronenstrahlröhren, .in denen zwei oder mehr Elektronenstrahlen:
nebeneinander von ,getrennten Elektrodensystemen erzeugt werden, können die Stäbe
mit zwei oder mehr als zwei Befestigungsrillen versehen werden, so daß ein Stab
zum Tragen von mehr als einem Elektrodensystem dienen kann.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In den Fig.
i, 2, 3 und 4 sind beispielsweise Tragstäbe im Querschnittdargestellt; Fig. 5 ist
der Querschnitt ,des Elektrodensystems einer erfindungsgemäßen Röhre für zwei Elektronenstrahlen;
Fig.6
und 7 stellen einen Längs- bzw. einen Ouerschnitt einer Aufstellung für die elektrische
Erhitzung der Stäbe dar.
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Der Stab nach der Fig. i besitzt eine einfache rechtwinklige Form
und weist als Aushöhlung für ,die Füllmasse eine gleichfalls rechtwinklige Längsrille
auf. Bei Stäben ,mit örtlichen Aushöhlungen können letztere auch durch den ganzen
Stab hindurchdringen.
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In der Fig.2 besitzt der Stab die Form einer Röhre in der eine Längsnaht
vorhanden ist, ,durch welche die Elektrodenstützen in die zu verhärtende Masse gesteckt
werden können. Diese Form bietet den Vorteil, daß die Füllmasse sich nicht leicht
löst. Bei der Verwendung von Glas als Füllmasse und Stäben aus keramischem Material,
wie Steatit, besteht vor dem Lösen bei einer genügend sorgfältigen Behandlung ,keine
Gefahr, so daß ebenso gut Stäbe mit Aushöhlungen, wie in Fig. i dargestellt, verwendet
werden können.
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Fig, 3 zeigt einen Stab mit zwei Rillen nebeneinander, geeignet für
eine Röhre mit zwei Strahlen. Auch Fig.4 stellt einen Stab für eine solche Röhre
dar, welche :dem Zweck dient, zwischen den beiden Systemen aufgestellt zu werden
und welche zu diesem Zweck zu beiden Seiten mit einer Rille versehen ist.
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In Systemen nach Fig. 5 sind Stäbe i und 2 nach Fig. 2 und zwei Stäbe
3 und q. nach Fig. 3 verwendet. Die Elektroden 5 und 6; welche die Form von ,Zylindern
oder Ringen aufweisen können, sind mit Stützen, .dünnen Metallstäben 7 oder Streifen
versehen, die mit ihren Enden in Glas gefaßt sind, ,das sich in den Röhrchen i und
:2 und in den rechtwinkligen Rillen der Stäbe 3 und q. befindet. Die Elektroden
sind infolgedessen unerschütterlich befestigt.
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Das Glas ist als Pulver, .das mit einer dazu geeigneten Flüssigkeit,
z. B. Wasser oder Alkohol, zu einer breiartigen Masse angemacht ist, in die Rillen
gedrückt und nach der Aufstellung der Stäbe auf den Stützen 7 durch Erhitzung in
eine gleichförmige, zähflüssige Masse umgesetzt, die sich nach der Abkühlung härtet
und dann fest an .den umgebenden Wänden anhaftet. Da das Glas 'hier nur als Bindemittel
und als Träger ein ,getrennter Körper dient, bleiben die Elektroden nach der Wegnahme
der Montageschablone -und auch nachher bei der Entgasung zueinander genau an ihrer
Stelle. Wenn auch die Stäbe infolge der Erhitzung eine Formänderung erfahren würden,
ist dies noch nicht schädlich, weil bei gleichzeitiger und gleichmäßiger Erhitzung
der Stäbe (was bei Stäben ganz aus Glas nicht möglich ist) diese Formänderungen
völlig symmetrisch sind.
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In den Fig. 6 und 7 sind zwei Halter 31 und 32 für Heizdrähte, die
zum Erweichen der aus Glas oder Emaille bestehenden Füllmassen verwendet werden
können, dargestellt. Diese Halter bestehen aus einer Kupferbuchse i i, in der ein
Kolben 12 eingeführt ist. Zwischen dem Kolben 12 und der Buchse i i befindet sieh
zwecks Isolierung ein Röhrchen 13 aus Porzellan oder einem ähnlichen Stoff. Auch
liegt auf dem Boden @e-ine Isolierplatte 1q.. An dem Kolben 12 und der Buchse i
i sind Ouerarme 15 und 16 befestigt, in der Löcher 17 und 18 gebohrt sind. In diesen
Löchern ist mittels Schrauben 20 ein Draht ig befestigt, der als Heizelement d ient.
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Im Raum unterhalb ,des Kolbens kann eine Druckfeder 22 angebracht
sein, die den Draht ig gespannt hält. Wird der Kolben 12 mit einer Klemme und die
Buchse i i mit der anderen Klemme einer Stromquelle verbunden, so fließt ein Strom
durch den Draht ig, der bei genügend großer Stärke den Draht erhitzt. Je nachdem
die zu erhitzenden Stäbe länger oder kürzer sind, wird der Draht ig länger oder
kürzer gewählt und werden die Arme 15 und 16 mehr oder weniger weit auseinandergebracht.
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Muß ein Elektrodensystem an mehr .als einem Stab befestigt werden,
so können mehrere Halter derartig aufgestellt werden, daß die Stellung eines jeden
Halters derje@nige@n eines Stabes entspricht. Zu dies"m Zweck sind die Halter 31
und 32 gegenseitig um go° gedreht und an zwei nur teilweise dargestellten Ringen
24 und 25 festgeschraubt, die glei.c:hzeitig für die Stromzuführung dienen können.
Die Ringe können auch aus einem Isoliermaterial bestehen. Dies kann erwünscht sein,
um .die Drähte in Reihe miteinander zu verbinden unter Zu:hilfenähme von Metallverbindungsstücken,
welche auf die Ringe gelegt werden. Infolge dieser Reihenschaltung wird eine gleichmäßige
Erhitzung sämtlicher Drähte gewährleistet und somit die Symmetrie im Elektrodensystem
begünstigt.
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Mittels des im Halter 31 eingeklemmten Drahtes ig kann. der Tragstab
26 erhitzt werden. Dieser aus Isoliermaterial bestehende Stab besitzt zwei Rillen,
eine Rille 27, in dile der Drahtig paßt, und eine Rille 28, in der die durch gestrichelte
Linien angedeuteten Elektrodenstützen aufgestellt werden und das breiartige Glaspulver
angebracht wird. Dieses Glaspulver wird bei einer Erhitzung des Drahtes ig durch
elektrischen Strom in eine gleichmäßige Masse umgesetzt, die sich nachher härtet
und die Elektrodenstützen in der Rille 28 festhält.
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In der Fig. 7 ist durch gestrichelte Linien eine Elektrode- angedeutet,
die z. B. die Form eines Zylinders besitzt und mit vier gegenseitig senkrechten
Stützen versehen ist. Diese Elektrode kann an vier Stäben befestigt werden, die
alle vier gleichzeitig erhitzt werden können. Vier Halter, je mit einem Heiz4rabt
versehen, werden zu diesem Zweck zu einem Gebilde vereinigt. Nachdem die Elektroden
in, einer Montageschablone aufgestellt sind, werden diese vier Halter mit den Befestigungsbolzen
23 in die Rillen 2,9 der Ringe 24 und 25 eingeschoben, so daß die Drähte ig in den
Rillen 27 und die Enden der Elektrodenstützen in den Rillen 28 zu liegen kommen,
und dann mittels Muttern festgeklemmt. Nach. der Erhitzung und der darauffolgenden
Abkühlung wird das Gebilde herausgenommen und ist das Elektrodensystem fertiggestellt.
So kann auf eine .schnelle Weise eine sehr
genaue Aufstellung der
Elektroden erreicht werden, die auch volle Gewähr für die Erhaltung der Genauigkeit
bieten.
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Statt einer Rille können die Befestigungsstäbe einen ringsum ,geschlossenen
Kanal als Liegeplatz für den Heizdraht besitzen. In diesem Fall geht noch weniger
Wärme verloren, aber das Montieren und Demontieren des Gebildes erfolgt weniger
schnell, @da jedesmal die Drähte zg losgenommen und durch die Röhrchen hindurchgesteckt
werd--n müssen.