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Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungsröhre mit keramischer
Wand Es ist bekannt, elektrische Entladungsröhren aus mehreren keramischen Teilen
herzust6l:len, die durch ein Lot oder einen Glasfloß miteinander verbunden sind.
Diese Technologie eignet sich besonders für den Bau von Elektronenröhren zur Erzeugung
und Verstärkung 'kürzester elektrischer Wellen, insbesondere Zentimeterwellen, mit
im wesentlichen ,scheibenförmigen Elektroden:, welche quer zur Gefäßachse die Wand
durch'setzen oder welche eine :andersartige, über den ganzen Gefäßumfang reichende
Stromzuleitung haben. An den Elektrodenrand bzw. die genannten Stromzuleitungen
werden die als Hohlraumresonatoren ausgebildeten Schwingungskreise angeschlossen.
Infolge des kleinen Verlustwinkels gewisser Keramiksorten ist man in der Lage, die
durch die Wand verursachte Be.dämpfung -der Kreise klein zu halten. Mit großen Schwierigkeiten
ist jedoch die richtige Montage und Zentrierung der Elektroden venbunden, was insbesondere
auf die unvermeidlichen Toleranzen bei der Herstellung der zum Auflbau der Gefäßwand
verwendeten keramischen Teile zurückzuführen i,st. Die Erfindung gibt nun ein Mittel
an, um nicht nur diese Schwierigkeiten zu vermeiden, sondern den Zusammenbau der
Röhre zu vereinfachen und zu verbessern. Dabei ist insbesondere auf die Erfordernisse
der Marssenfertigung Rücksicht genommen.
Erfindungsgemäß besteht
ein Verfahren zur Herstellung einer Elektronenröhre mit kerämi.scher Gefäßwand;
die aus# einer Reihe von im wesentlichen zylindrischen, aneinandergereihten Teilen
aus Keramik besteht, wobei die Elektroden mit ihren aus Metallblech :gebildeten
Rändern zwischen je zwei dieser Keramikkörper befestigt sind, darin, daß die Elektroden
durch einen durch das Innere der Röhre geführten Stützteil, z. B. Dorn, gegenüber
der Außen- und Innenfläche der keramischen Wandungsteile zentriert und die Ränder
der Elektroden durch Druck mittels eines gut deformierbaren Körpers, z. B. aus Gummi,
umgabördelt und um die entsprechend abgesetzten oder abgeschrägten Enden der keramischen
Körper heru.m.geprüßt werden, worauf der Zusammenbau und das Verlöten sämtlicher
Teile erfolgt.
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Die Erfindung läßt sich am besten an Hand der Figuren erläutern. In
Fig. i ist eine gemäß der Erfindung hergestellte Röhre gezeigt, deren Wand aus einer
Reihe von zylindrischen Rohrabschnitten 1, 2; 3, 4 mit einem Abschlußteil 5 !besteht.
Zwischen den Rohrabschnitten bzw. an deren Enden sind die Elektroden 6, 7, 8, g
und io befestigt. Es handelt sich bei den dargestellten, Ausführungsbeispielen um
das Elektrodensystem der bekannten Klystron-Röhre zur Erzeugung von Zentimeterwellen.
Bei .dieser Röhre muß zwischen den Elekbroden 8 undg bzw. 6 und 8 j e ein Hohlraumresonator
angebracht werden. Aus diesem Grunde müssen die genannten Elektroden auf ihrem ganzen
Umfang durch die Wandung :des Gefäßes hindurchgeführt und mit ;entsprechenden äußeren
Anschlüssen versehen sein. Beim Aufbau der Gefäßwand wird von zylindrischen Keramikteilen
gemäß Fig. 2 ausgegangen, die an den bezeichneten Teilen geschliffen sind. Je nach
der Art, in welcher man den inneren Zentrierteil (Zentrierdorn) abstützt, kann es
genügen, die Außenwand oder Innenwand allein zu bearbeiten. Bei geeigneter Ausführung
der Zentriervorrichtung braucht eine Bearbeitung der Mantelflächen der Wandungsteil@e
überhaupt nicht vorgenommen, sondern nur die genaue Länge des einzelnen Keramikteiles
durch Schleifen hergestellt zu werden. In diesem Falle kann man zur Halterung des
in Fig. i gestrichelt eingezeichneten Zentrierdornes i i ein Futter verwenden, welches
konzentrisch von außen um die Rohrabschnitte herumgespannt oder von .innen an die
innere Mantelfläche gepreßt wird.
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Die Herstellung der Röhre geht nun in. folgender Weise vor sich: Die
Elektroden, die vorzugsweise aus Blechen, z. B. Kupferblechen, bestehen, werden
gemäß Fig. 3 auf den Keramikkörper i aufgesetzt. Sodann wird gemäß Fig. .4 der Rand
des Elektrodenbleches so niedergedrückt, daß er sich fest um den Endteil" 12, des
Keramikkörpers schließt, d. h. also an den Flanken dieses Teiles fest anliegt. Man
geht hierbei in der Weise vor, @daß .man die Deformation des Bleches mit Hilfe einer
gut deformierbaren Masse, welche zwischen dem Preßstempel und dem Körper eingefügt
wird, vornimmt. Zu diesem Zweck ist Gummi am besten geeignet. Man kann z. B. den
Preßstempel in der in Fig. .4 dargestellten Weise ausbilden. Der durch die rohrförmigen
Metallteile 13 und 14 -sowie die A@bschlußscheibe 15 festgehaltene Gummiring 16
,#virid so auf den Blechrand gepreßt, daß er ihn allseitig gegen die Stirnfläche
und die Flanke des Rohrendes 12 drückt, dem Blechrand also genau. dieselbe Form
verleiht, wie sie der Teil i2 hat. Der Gummiring ist in der Figur bereits in deformiertem
Zustand dargestellt. Wenn der Preßstempel abgehoben wird, paßt die Elektrode 6 genau
auf den Keramikkörper i. Durch einen Dorn 17 kann für die richtige Zentrierung beim
Aufpressen gesorgt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es nicht darauf
ankommt, ob der Durchmesser des abgesetzten Rohrendes 1.2 in allen Fällen genau
gleich ist und daß auch gewisse Toleranzen in den Durchmessern der Keramikrohre
überhaupt keine erhebliche Rolle mehr spielen. Dieser Umstand ist aber für die Massenfertigung
keramischer Entladungsgefäße von ganz besonderer Bedeutung, da sich gewisse Durchmesserunterschiede
sowie Schwierigkeiten der Bearbeitung keramischer Körper niemals ganz v ermeidenlassen.
Der Bau der in der Einleitung beschriebenen Entladungsgefäße wird durch das Verfahren
nach der Erfindung erst den technischen Erfordernissen der Massenfertigung angepaßt.
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Der Zusammenbau der Keramikteile erfolgt in .der in Fig. i dargestellten
Art. Die zylindrischen Keramikteke sind mit vorzugsweise aufgesinterten Metallschichten
18, 1g, 2o usw. versehen. An der Stoßstelle der Wandungsabschnitte wird nun über
die Wand ein Ring aus Blech 21 geschoben, der eine kleine umlaufende Nut 22 besitzt.
Sodann wird ein. Ring aus Lotmaterial entweder eingelegt oder von außen auf die
Lötstelle aufgesetzt, so daß das Lot beim Schmelzen -den ,Zwischenraum zwischen
den metallisierten Teilen der Keramikrohre und dem Blechring ausfüllt. Diese Vorbereitungen
werden für sämtliche Lötstellen getroffen, das Rohr sodann in den Ofen, vorzugsweise
in einen Vakuumofen oder Ofen mit Schutzga.sfüllung eingesetzt und der Lötvorgang
durchgeführt. Dabei verbindet sich nicht nur der Blechring fest mit den lötfähigen
Schichten der keramischen Rohrabschnitte, sondern auch mit den umgebördelten Elektrodenteilen,
so daß eine feste Verbindung zwischen allen diesen Teilen und ein vakuumdichter
Gefäßabschluß entsteht. Die Distanzierung und Zentrierung der Elektroden ist dabei
unter allen Umständen gesichert, und zwar die Distanzierung durch die auf ;die genaue
Länge abgeschnittenen Keramikstücke, die Zentrierung durch den in das Gefäß eingeführten
Zentrierstift i i, der nach dem Löten wieder entfernt wird. Der Unterteil des Gefäßes,
der die Kathode 23 enthält, wird mittels der mit Flanschen versehenen, an die Keramikteile
angelöteten Ringe 24 und 25 an das Gefäß angeschlossen. Man braucht zu diesem Zweck
nur die Ränder der beiden Ringe 24 und 25 miteinander zu verschweißen. Die Stromzuführung
zur Kathode kann einerseits mittels des Purnpstengels 26 erfolgen, der mit Hilfe
einer Kappenlötung
27 vakuumdicht durch den unteren Gefäßteil5 hindurchgeführt
isst, .andererseits mit Hilfe einer Stromzuführung 28, die mit einer auf das Gefäß
aufgebrachten Metallschicht 2g verlötet ist.
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Die Lötung erfolgt am besten mittels eines Hartlotes, z. B. eines
Kupfersilberlotes. Die lötfähigen Schichten können aus Silber hergestellt werden;
vorzugsweise wird aber ein Pulver eines .unedlen Metalls, z. B. Eisen, auf die Keramikteile
aufgesintert.