DE949365C

DE949365C - Kathodenstrahlroehre mit einem Metallkolben und einem Glasfenster

Info

Publication number: DE949365C
Application number: DER4507D
Authority: DE
Inventors: Donnell W Power
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1940-04-30
Filing date: 1941-05-01
Publication date: 1956-09-20
Also published as: US2296307A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre mit einem rotationssymmetrischen konischen Metallkolben, dessen weite Öffnung mit einem gewölbten Glasfenster abgeschlossen ist.

Kathodenstrahlröhren haben im allgemeinen einen konischen Kolben, in dessen engem Ende eine Elektronenstrahlquelle angeordnet ist, die einen Elektronenstrahl gegen eine runde, durchsichtige Betrachtungsplatte oder ein Fenster richtet, das mit seinem Rande an das weite Ende des konischen Kolbens angeschmolzen ,ist. Zweckmäßig hat das Fenster über die ganze Betrachtungsfläche denselben Krümmungsradius. Das Fenster besteht aus Glas oder einem ähnlichen durchsichtigen Werkstoff, und es ist wichtig, daß es sich beim Erhitzen und beim Verschmelzen mit dem Kolben nicht verzieht. Wegen der verhältnismäßig großen Fläche des Fensters und wegen des beträchtlichen auf ihm ruhenden Druckes muß außerdem die Verschmelzung besonders stark und vakuumdicht sein, und die auf Zug und Druck beanspruchten Zonen müssen gleichmäßig und konzentrisch über das Fenster verteilt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kathodenstrahlröhre der eingangs beschriebenen Art mit einer guten Glas-Metall-Verschmelzung herzustellen. Bei der Verschmelzung soll sich das Fenster nicht verziehen, und es soll sich außerdem genau in der gewünschten Lage gegenüber dem den Elektronenstrahl erzeugenden System befinden,

Gemäß der Erfindung weisen das Glasfenster einen mit diesem aus einem Stück bestehenden seinen ganzen Umfang umgebenden Glasflansch und der Kolben einen Metallflansch auf, und diese beiden Flansche sind miteinander über ihre Berührungsflächen verschmolzen.

Bei einer bekannten Kathodenstrahlröhre mit konischem Metallkolben wird das Glasfenster mit dem Metallkolben unter Einfügung eines Metallrahmens verbunden. Der Metallrahmen ist einerseits in den Rand des Glasfensters eingeschmolzen und andererseits mit dem Flansch des Metallkolbens verlötet. Abgesehen davon, daß das Herstellungsverfahren dieser bekannten Kathodenstrahlröhre mehr Schritte erfordert und daher teurer ist, besteht bei dieser Ausführung die Gefahr, daß bei der Verlötung der beiden Metallflansche die vorher durchgeführte Glas-Metall-Verschmelzung zwischen dem Glasfenster und dem eingefügten Metallrahmen zu stark erwärmt wird und damit nicht mehr vakuumdicht ist.

Die Erfindung sei an Hand der Abbildungen näher erläutert, in denen

Abb. ι die Ansicht eines Schnittes durch ein erfindungsgemäßes Kathodenstrahlrohr darstellt,

Abb. 2 einen Schnitt durch einen Teil der neuen Fensterverbindung,

Abb. 3 einen Teil von Fenster und Kolben in der Stellung zur Herstellung der Verbindung, Abb. 4 eine andere Fensterform und

Abb. 5 und 6 Einzelheiten von anderen erfindungsgemäßen Verbindungen.

Die Kathodenstrahlröhre gemäß Abb. 1 besteht aus dem üblichen konischen Kolben 1, der mit seinem engen Ende an einen zylindrischen, den Elektronenstrahlerzeuger enthaltenden Teil 2 und mit seinem äußeren Rand an ein gewölbtes Fenster oder eine Glasplatte 3 angeschlossen ist. Das Fenster ist so mit dem Kolben verbunden, daß die Ebene des Fensterrandes sich senkrecht zur Achse des Elektronenstrahlerzeuger erstreckt und mit ihr gleichachsig ist. Wenn diese symmetrische Stellung des Fensters nicht gewahrt ist, kann der Elektronenstrahl nur auf einen Teil des Fensters fokussiert werden. Das Fenster 3 muß von homogener Zusammensetzung und gleichmäßiger Dicke sein. Bei der Herstellung ist es insbesondere schwierig, zu vermeiden, daß im Fenster beim Verschmelzen mit hoher Temperatur Wellen verschiedener Dicke entstehen, und zu erreichen, daß das Fenster in die gewünschte Stellung zum Elektronenstrahlerzeuger kommt.

Bei der dargestellten Röhre besteht der konische Kolben 1 aus Metall, und er ist am äußeren Rand mit einem Flansch S versehen, der mit dem Rand des Glasfensters verbunden ist. Wie genauer der Abb. 2 entnommen werden kann, ist der Fensterrand auf den Kolbenflansch aufgepaßt und mit dem Flansch über eine beträchtliche Berührungsfläche vakuumdicht verbunden. Das Fenster hat über seine ganze Fläche und bis zum Rande des Konus hin denselben Krümmungsradius, so daß auf dem Fenster die größtmögliche Abtastungs- und Betrachtungsfläche zur Verfügung steht. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Röhre ist es leicht, das Fenster während des Verschmelzens seines Randes mit dem Flansch auf die Entspannungstemperatur zu bringen, ohne die Erweichungstemperatur zu erreichen. Der Konus wird mit seiner Achse vorzugsweise senkrecht gehalten, wie dies in Abb. 3 dargestellt ist, und das Fenster wird so auf den Konus gebracht, daß sein Rand den Flansch berührt. Eine Metallhaube 8 wird über dem Fenster 3 angeordnet, und es werden breite Flammen 9 auf die Haube gerichtet, bis das strahlungsgeheizte Fenster die Entspannungstemperatur erreicht. Gegen den Rand und Flansch des Konus werden scharfe Flammen 6 gerichtet. Um eine gleichmäßige Erhitzung zu erhalten, kann man den Flansch an einer Reihe räumlich verteilter Flammen vorbei rotieren lassen. Wenn das Glas an der Berührungsstelle erweicht und schmilzt, können die Flammen radial nach innen geführt werden. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung ist so zu wählen, daß sich das Glas gleichmäßig über den ganzen Rand absetzt und mit dem Flansch verschmilzt und daß beim Wandern der Verschmelzung in Richtung auf den Konusrand keine Luft mit eingeschlossen wird. Wenn das Fenster sich um die gewünschte Strecke gesetzt hat, werden die Flam- _go men 6 entfernt, das Glas an der Verschmelzungsstelle erhärtet, dann hält das Fenster in der vorgesehenen Stellung fest.

Man kann auch gemäß Abb. 4 ein Fenster mit einem beim Pressen aufwärts gebogenen Rand be- gg nutzen und mit der Verschmelzung innen am Konusrad beginnen und von dort nach außen fortschreiten.

Die Festigkeit der Verbindung kann dadurch wesentlich erhöht werden, daß der Flansch 5 gemäß Abb. 5 gegen die Grundfläche des Konus geneigt wird. Der Neigungswinkel Φ, der genügt, dem konischen Flanschteil gegen Verbiegen durch Stöße am äußeren Flanschrand eine aureichende Festigkeit zu geben, kann zwischen 5 und 30⁰ liegen; bevorzugt werden 15 Grad.

Wenn nicht der ganze Kolbenkonus aus einem mit der Glasplatte verschmelzbaren Metall bestehen soll, kann gemäß Abb. 6 ein Flanschring 7 aus dem verschmelzbaren Metall gesondert hergestellt und n₀ mit dem Konus verschweißt werden. Der Ring kann eine Sicke aufweisen, wie dargestellt, um die Verschmelzung gegen Stöße durch Federung abzuschirmen. Der Konus, z. B. aus Eisen oder Stahl, kann auch durch eine überlappte oder stumpfe Ver- n₅ schweißung oder Lötung an einem Chromeisenring mit einem Flansch 5 gemäß Abb. 5 befestigt werden. Ein Chromeisenring kann mit einem handelsüblichen Fensterscheibenglas verschmolzen werden. Dieses Fensterscheibenglas läßt sich leicht erhitzen und in die gewünschte Form pressen.

Die beschriebene Anordnung kann vorteilhaft auch bei der Verbindung des Zylinders 2 mit dem engen Ende des Metallkonus Anwendung finden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 hat der Zylinder 2 einen nach außen gerichteten Flansch

Claims

ίο, der mit einem nach innen gerichteten Flansch Ii des Metallkonus verschmolzen ist. Bei der Herstellung ist der Flansch io zunächst schwach konisch und berührt das Metall in der Nähe des Überganges vom Konus auf den Flansch ii. Beim Weichwerden des Glasflansches wird der Zylinder langsam angedrückt, um den erweiterten Flansch gegen das Metall zu drücken. Während die Berührungsstrecke zwischen -Glas und Metall sich verbreitert, wird die Luft von der Verschmelzungsstelle verdrängt und eine von Blasen und Lufttaschen freie Verschmelzung erhalten.

PA-ΤΕΝΤΑ N S FEU C H E:

i. Kathodenstrahlröhre mit einem rotationssymmetrischen konischen Metallkolben, dessen weite Öffnung mit einem gewölbten Glasfenster abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfenster einen mit diesem aus einem Stück bestehenden seinen ganzen Umfang umgebenden Glasflansch und der Kolben einen Metallflansch aufweisen, und daß diese beiden Flansche miteinander über ihre Berührungsflächen verschmolzen sind.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Röhrenhals und der Metallkolben an ihrer Verbindungsstelle mit flach aufeinandergeschmolzenen Flanschen versehen sind.
3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche, deren Ebenen sich im wesentlichen senkrecht zur Röhrenachse erstrecken, derart ausgebildet sind, daß sie vor ihrer Verschmelzung einen Winkel geringer Öffnung miteinander einschließen.
4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Befestigung des Fensters dienenden Flansche um einen Winkel zwischen 5 und 30⁰, zweckmäßig !5°) gegen die Grundfläche des Konus des Metallkolbens geneigt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften :
Britische Patentschrift Nr. 513 650;
USA.-Patentschrift Nr. 2 129 015.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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