DE968126C - Einbauanordnungen fuer Vakuumroehren - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 16. JANUAR 1958

B 31702 VIIIc j 21g

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf Einbauanordnungen für Vakuumröhren mit einer innerhalb eines metallischen Abschlußgehäuses angeordneten Abstützung und einer metallischen Umhüllung für die Röhre, die auf der Abstützung befestigt ist, wobei ein wärmeleitender Vorsprung vorgesehen ist.

Die Erfindung ist insbesondere an Instrumentengehäusen anwendbar, die eine elektrische Vorrichtung und die Bestandteile eines damit verbundenen Röhrenkreises enthalten. Solche Einheiten, die beispielsweise bei in Flugzeugen eingebauten Instrumenten vorhanden sind, sind sehr klein und gedrängt ausgeführt; außerdem müssen sie zuverlässig und wirksam sein. Sie werden zusammen mit einem äußeren metallischen Abschlußgehäuse üblicher Art in zylindrischer Form für den gebräuchlichen Einbau in normale Instrumenten Einsatzöffnungen ausgeführt und können mit quer verlaufenden Teilungswänden versehen werden, auf welchen die Bestandteile befestigt sind. so

Bei solchen Anordnungen bildet die Abführung der Wärme, die von Vakuumröhren erzeugt wird, ein wesentliches Problem. Es ist bereits bekannt, zur Wärmeabführung von elektrischen Schaltelementen diese ganz oder teilweise mit einem Gehäuse zu umgeben, welches aus einem Metall

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mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht oder an seiner Innenseite mit einem solchen Metall überzogen ist, wobei man gegebenenfalls das Gehäuse noch mit Kühlrippen versehen kann. Ebenfalls S bekannt ist es, das Schaltelement über ein zusätzliches Zwischenstück von guter Wärmeleitfähigkeit mit einer äußeren Kühlvorrichtung so zu verbinden, daß mit zunehmender Erwärmung der Wärmekontakt zwischen dem elektrischen Schaltelement ίο und der Kühlvorrichtung selbsttätig verbessert wird. Ferner ist es auch schon bekannt, die Wärme von Elektronenröhren od. dgl. dadurch abzuleiten, daß man an den letzteren einen oder mehrere metallische Ringe mit Kühlrippen anordnet oder die Röhren mit einem durchbrochenen Gehäuse versieht, welches an seinen seitlichen Außenwänden Kühlrippen aufweist.

Die bisher bekannten Systeme zur Wärmeabführung von elektrischen Schaltelementen oder so Elektronenröhren eignen sich nur dazu, die Wärme innerhalb eines Gesamtgehäuses eines Gerätes, in dem diese Schaltelemente oder Röhren und ihre Ummantelunigen angeordnet sind, abzuleiten; keineswegs sind sie aber geeignet, die Wärme aus dem Gesamtgerätegehäusei herauszuleiten.

In diesem Zusammenhange ist zu erwähnen, daß bereits zuvor vorgeschlagen wurde·, innerhalb eines äußerem Abschlußgehäuses leitende Zwischenwände einzuziehen, auf denen individuelle Gehäuse gelagert sind, welche die elektrischen Schaltelemente, beispielsweise die Vakuumröhren umgeben, wobei diese Trennwände die Aufgabe haben, die Wärmeabfuhr von· diesen Schaltelementen zum äußeren Abschlußgehäusei sicherzustellen. Wenn jedoch eine relativ große Anzahl von elektrischen, jeweils von Einzelgehäusen umgebenen. Schaltelementen verwendet wird, reicht das Wärmeleitvermögen dieser Trennwände nicht mehr aus, um eine genügende Wärmeabfuhr aller dort befestigten Schaltelemente zu bewirken.

Demgemäß besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine praktische, gedrungene und einfach aufgebaute Einbauanordmurag zu schaffen, mit welcher in verbesserter Form diie Wärme von jedem einzelnen elektrischen Bauelement unmittelbar abgeführt und zum äußeren Abschlußgehäuse des Gerätes geleitet werden kann, so daß auf alle Fälle ein« wirksame Wärmeabfuhr sichergestellt wird. Diese Aufgabe wird erfinidungsgemäß dalurch gelöst, daß die metallische Röforenumhüllung aus einem äußeren Metallgehäuse und einem, die Röhre eng umfassenden, und federnd am äußeren Metallgehäuse anliegenden /inneren Metallgehäuse aufgebaut wird und. daß- das innere Metallgehäuse einen federnden wärmeleitfähigen Vorsprung aufweist, welcher im eingebauten Zustand, mit Feder- . kraft gegen die 'Innenwandung des Abschlußgehäuses drückt und im spannungslosen Zustand aus dem Abschluß gehäuse hervorragt. In der bevorzugten Form besteht dieser Ansatz, aus einer Fahne aus eimern federnden: Metallbl'att, das vorteilhafterweise so angeordnet ist, daß es mit einem erheblichen Abschnitt an das metallische Abschlußgehäuse drückt, um eine wirksame Wärmeabführung zu schaffen. In dieser Ausführungsform kann die . Röhre mit der Fahne versehen werden, die über die Begrenzung des Gehäuses hinausragt. Durch Umbiegen der Fahne nach innen wird, wenn das Gehäuse danach übergeschoben wird, eine sichere federnde und sich über eine Fläche erstreckende Verbindung zwischen der Fahne und dem Gehäuse erreicht. Mehrere Röhrenanordnungen dieser Art können leicht in das gleiche Gehäuse eingebaut werden.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Einbau von Vakuumröhren dadurch zu vereinfachen, daß man die Anzahl der Anschlüsse vermindert, über die die aus der Röhre kommenden Leitungen an die entsprechenden Anschlußklemmen der zugehörigen Stromkreise angeschlossen werden. Eine solche Verminderung der Anschlüsse wird dadurch erzielt, daß man innerhalb der Röhren zwischen den Elektroden Zwischenverbindungen herstellt, welche aus auf die abstandshaltenden Elektrodenisolierungen aufgedruckten Stromkreisen bestehen. Wenn auch eine solche Anordnung in vielen Fällen brauchbar sein kann, so ist doch die Anwendung solcher Röhren auf eine Anzahl von Spezial-Schaltungsanordnungen beschränkt. Somit wird gemäß einem weiteren Grundgedanken der vorliegenden Erfindung eine neue Einbauanordnung für Vakuumröhren, insbesondere Kleinströhren, geschaffen, welche für enge Einbauverhältnisse besonders geeignet ist. Ein Merkmal dieser Einbauweise liegt in der Schaffung einer neuen Verbindung zwischen solchen Röhren und einem gedruckten Stromkreis, eine Anordnung, die besonders raumsparend ist.

Dieses wird durch Anordnung der Röhren in aufrechter Stellung auf dem Isolierbogen erreicht, die die gedruckte Schaltung trägt. In dieser Stellung können die Kontaktstifte der Röhre leicht und wirksam mit den richtigen Teilen des Schaltungskreises verbunden werden. Ein besonderes Merkmal umfaßt eine Verbindung dieser Art, bei welcher die Kontaktstifte durch öffnungen in dem Bogen und in den zugehörigen Teilen des gedruckten Stromkreises geführt werden, so daß die Kontaktstifte und die Stromkreiselemente wirksam durch Löten verbunden werden können. Insbesondere wird eine Anordnung offenbart, welche die Anwendung der sehr schnellen und wirksamen Methode des Tauchlötens gestattet, durch welche alle Kontaktstifte der Röhre ebenso wie die Zuführungen anderer Schaltungselemente gleichzeitig und sehr schnell durch einen einzelnen Arbeitsgang an ihrer Stelle angelötet werden.

Ein zusätzliches Merkmal der Erfindung liegt in der Kombination dieser Art der Befestigung einer Röhre an einer Platte, die einen gedruckten Stromkreis trägt, mit der Verwendung eines die iao Röhre abstützenden, wärmeabstrahlenden Gehäuses der vorstehend beschriebenen Art, die in besonderer Weise dafür geeignet ist, eine Röhre in ihrer Lage u halten, ohne eine Spannung in den Verbindungen zwischen den Kontaktstiften der Röhre und den iss Stromkreiselementen zu erzeugen sowie zugleich

die Abstützung und Wärmeabführung zu schaffen, die bei Röhren, die in dieser Art eingebaut sind, besonders erforderlich sind. Diese Kombination ist auch besonders vorteilhaft für die Anwendung in Instrumentenanordnungen der angedeuteten Art, da die Röhrengehäuse leicht an quer liegenden Teilungswänden der Ausführung befestigt werden können und der den Stromkreis tragende Bogen in üblicher Weise von solchen Teilen getragen ίο werden kann. Diese Kombination ist daher besonders tauglich für eine leistungsfähige Anordnung und Arbeit in einem sehr beschränkten Räume, wie er in Gehäusen für elektrische Instrumente zur Verfügung steht.

Eine andere Aufgabe der Erfindung sieht die Schaffung eines Röhreneinbaues und einer Stützanordnung vor, die leicht hergestellt und aus gebräuchlichen Materialien durch üblicher Massen-Produktions - Methoden zusammengestellt werden können, was eine wichtige Forderung auf diesem stark auf Wettbewerb eingestellte» Gebiet ist.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich klarer bei der Betrachtung der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung »5 in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert wird. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Zeichnung zum Zweck der Erläuterung und Beschreibung dient und nicht zur Bestimmung der Grenze der Erfindung auszulegen ist.

Es wird nun für eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung auf die Zeichnung Bezug genommen.

Fig. ι zeigt die Stirnansicht eines Querschnittes einer Anordnung für ein elektrisches Instrument in einem zylindrischen Gehäuse, wobei Teile aufgebrochen sind;

Fig. 2 stellt eine Seitenansicht davon dar, wobei der untere Teil im Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. r gezeichnet ist.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist als Teil einer zylindrischen Anordnung für ein elektrisches Instrument ausgeführt, das zwei runde quer liegende Teilungswände 10 umfaßt, die von mit ♦5 Abstand zueinander angeordneten Bolzen 11 in ihrer Lage gehalten werden. Die Röhrenbefestigung umfaßt ein äußeres Gehäuse 12 und ein inneres Gehäuse 13 von im wesentlichen zylindrischer Form. Das äußere Gehäuse 12 wird an seinen Enden an den Teilungswänden 10 befestigt. In der dargestellten Ausführungsform umschließt dieses äußere Gehäuse ein inneres Rohr 14, das durch die öffnungen 15 in den Teilungswänden 10 ragt. Mit seinen äußeren Enden, die nach außen abgebogen sind, um Flansche 16 zu bilden, steht es mit den Teilen 10 in Verbindung. Das äußere Rohr des Gehäuses 12 liegt über dem Rohr 14 und stößt mit seinen Enden gegen die inneren Flächen der Teilungswände 10, so daß das äußere Gehäuse 12 in seiner Wirkung eine Abstützung für diese Teile bildet.

Das innere Gehäuse 13 ist so bemessen, daß es dicht um die Vakuumröhre 18 und in das äußere Gehäuse 12, 14 paßt. Das innere Gehäuse besteht aus einem zylindrischen Teil 19, welcher an seinen Enden mehrere Federfinger 20 aufweisen kann, die aus dem Metall, aus dem das Rohr besteht, ausgestanzt sind und nach außen gebogen werden, um sich an das äußere Gehäuse 12 anzulegen, wodurch eine Bewegung des inneren Gehäuses 13 vermieden und ein federndes Gehäuse für die Röhre 18 geschaffen wird. Der zylindrische Teil 19 wird mit einer aus dem gleichen Stück bestehenden Fahne 21 'versehen, die durch einen Längsschlitz 22 in dem äußeren Gehäuse τ2 herausragt und so angeordnet ist, daß sie in einem Winkel über die äußeren Ränder der Teile 10 vorsteht. Der äußere Teil 23 der Fahne ist vorteilhafterweise kurvenförmig gebogen, um mit dem inneren Verlauf des Gehäuses übereinzustimmen, wie später gezeigt wird.

Das innere Gehäuse 13 wird so ausgeführt, daß es leicht auf einem Blech in einem Arbeitsgang ausgestanzt und danach in die erforderliche Form gebogen werden kann. Es ist aus Metall ausgeführt und in seinem Endzustand genügend federnd, um einen straffen Druck in dem Bereich, der mit dem Gehäuse in Berührung kommt, einzuhalten. Es wurde gefunden, daß Phosphorbronze ein geeignetes Material für diesen Zweck ist.

Die Röhre 18 wird in geeigneter Weise an ihrem unteren Teil an die Leitungen des Röhrenstromkreises angeschlossen. In der dargestellten Form wird dieses durch Befestigung der Röhre an einer Isoliergrundfläche erreicht, die angeordnet ist, um die Röhre in der Gehäusekonstruktion, wie bereits beschrieben, in ihrer Lage zu halten. Diese Grundfläche besteht vorteilhafterweise aus einem Bogen aus Isoliermaterial, auf den der Stromkreis aufgedruckt ist.

In der dargestellten Form wird der gedruckte Stromkreis 25 auf einen Isolationsbogen 26 gedruckt, der durch Befestigungsschrauben 2j an einer Teilungswand 10 abgestützt ist. Die Röhre 18 ist in dem Gehäuse 13 so gelagert, daß ihr Fuß an der angrenzenden Fläche der Platte 26 liegt. Ihre Kontaktstifte 32 ragen durch öffnungen 28 in diesem Bogen. Anschlußöffnungen 29, die in den Endteilen des gedruckten Stromkreises 25 gebildet sind, umgeben die öffnungen 28. Die Kontaktstifte 32 sind mit dem Stromkreis durch die öffnungen 29 verbunden, z. B. durch Löten, um sowohl die elektrischen Verbindungen als auch eine Abstützung für die Röhre 18 zu schaffen.

Die beschriebene Art der Ausführung ist besonders für eine schnelle und brauchbare Zusammenstellung und Montage vorgesehen. Nachdem der Stromkreis 25 auf die Platte 26 gedrückt worden ist und die nötigen öffnungen 28 für Kontaktstifte 32 durch die Platte 26 gebohrt sind, werden die Röhren 18 an ihrem Platz angeordnet, wobei ihre Kontaktstifte durch die öffnungen hindurchragen. Selbstverständlich können andere Schaltungselemente, wie z. B. Kondensatoren und Widerstände, in gleicher Weise befestigt werden. Ein Paar Endanschlußöffnungen 30 für diesen Zweck ist dargestellt. Alle Kontaktstifte derartiger Röhren und

anderer Bestandteile der Schaltung können in befriedigender Weise gleichzeitig an die anliegenden Teile des Stromkreises durch das Tauchlötverfahren angelötet werden, da das Lötmittel, in welches der Bogen und die angeschlossenen Elemente getaucht werden, nur an den Kontaktstiften und den angrenzenden Teilen des metallisch gedruckten Stromkreises haften wird, während es von dem übrigen Teil der Platte 26 abfließen wird, wenn sie aus dem Lötbad gehoben ist.

Die Platte 26 kann dann mit den Röhren 18, die durch die öffnungen 15 in der Teilungswand 10 in das innere Gehäuse 13 eingeschoben werden, in ihre Stellung gebracht werden. Die Teilungswände 10

x5 tragen natürlich auch zahlreiche andere Elemente, und der vollständige Aufbau kann leicht, beispielsweise durch die Befestigungsbolzen 11, in einer Stellung für einen Abschluß durch ein einzelnes zylindrisches Gehäuse 31 befestigt werden, dessen

ao Begrenzung durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist. Das Gehäuse 31 wird mit einem Ende zuerst über die Teile 10 geschoben, wobei die Fahnen 21 einwärts gedrückt werden, um von dem Gehäuse frei zu kommen. Wenn die Fahnen freigegeben werden, drücken sie stark gegen die innere Gehäusefläche, wie durch die gestrichelten Linien dargestellt ist, und schaffen einen großen Berührungsbereich für einen Wärmeübergang infolge des Kurvenverlaufes des äußeren Teiles 23 der Fahnen, der mit der Kurvenform des Gehäuses übereinstimmt. Da das Gehäuse 31 aus Metall hergestellt ist, schafft dieser Aufbau eine große Zone für die Wärmeabführung, und die Röhren 18 werden daher auch bei Dauerbetrieb hinreichend kühl gehalten, obwohl sie voll gekapselt sind.

Obgleich ein Ausführungsbeispiel der Erfindungdargestellt und in Einzelheiten beschrieben worden ist, wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht darauf begrenzt ist. Verschiedene

Änderungen können in der Ausführung und Anordnung der Teile vorgenommen werden, ohne von dem Prinzip abzuweichen und aus dem Bereich der Erfindung herauszukommen, wie diesselbe von Fachleuten zu verstehen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einbauanordhung für. eine innerhalb eines- metallischen: Abschlußgehäuses gelagerte Vakuumröhre mit einer individuellem metallischen Röhreniumhüllunig, welche in wärmeleitender Verbindung mit dem; Abschluß gehäuse steht, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Röbrenumhüllunig aus einem äußeren Metallgehäuse und' einem die Röhre eng umfassendem und federnd am äußeren Metallgehäuse anliegenden inneren Metallgehäuse besteht und daß das innere Metallgehäuse einer, federnden warmeleitfahig-en Vorsprung aufweist, welcher im spannungsleisen Zustand¹ über das metallische Abschlußgehäuse! hinausragt und im eingebauten. Zustand mit Federkraft gegen das Abschlußgehäuse drückt

   2. Einbauanordnung· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Metallgehäuse" aus einem zylindrisch verformten Bledi besteht und einteilig mit dem nach außen abstehenden wärmeleitenden Vorsprung hergestellt ist.

   3. Einbauano>rdnung mach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Metallgehäuse zylindrisch ausgebildet ist und: einen Länigsschlitz aufweist, durch den der wärmeleitende Vorsprung nach außen ragt.

   4. Einbauanordniung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die .Tragplatte, auf der die Röhre gelagert ist, eine auf das innere Metallgehäuse ausgerichtete öffnung aufweist, über die die Röhre in das Metallgehäuse eingesetzt werden kamm

   5. Einibauanordnung mach Anspruch- 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrisch verfoirmte Blech, mit Federzungen, versehen ist, die nach außen gegen den äußeren zylindrischen Gehäuseteil drücken.

   6. Einbauanordnunig nach Anspruch. 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Röhre aus zwei quergerichteteni, innerhalb des. äußeren Abschlußgehäuses angeordneten Trennwänden besteht, an dienen die Enden des äußeren zylindrischen Metallgehäuses befestigt sind, unddaß die wärmeleitenden Vorsprünge zwischen diesen Trennwänden nach außen ragen.

   7. Einbaüanordniumg nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel und mit Abstand zu einer der Trennwände als Röhrensockel eine Isolierstoffplatte befestigt ist, auf welche die Schaltverbindungen einschließlich der Röhrenanschlüsse aufgedruckt sind, wabe:

   in, der Isalierstaffplatte Bohrungen angeordnet sind, welche durch die Anschlüsse hindurchführen und' zur Aufnahme der Kontaktstifte der Vakuumröhre dienern, und die Kontaktstifte mit den Anschlüssen durch Tauchlötung verbunden sind.

   Ia Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften, Nr. 248 684, 421 583,

   577. 884989;

   deutsche Patentanmeldung F4498 Villa/21a⁴

   (bekanntgemacht am 25. 6. 1953); britische Patentschriften! Nr. 336490, 350471.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609577/387 7.56 {709 851/28 1.58)