EP0093397A1 - Helical delay line for travelling wave tubes, and method of manufacturing the same - Google Patents

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EP0093397A1
EP0093397A1 EP83104124A EP83104124A EP0093397A1 EP 0093397 A1 EP0093397 A1 EP 0093397A1 EP 83104124 A EP83104124 A EP 83104124A EP 83104124 A EP83104124 A EP 83104124A EP 0093397 A1 EP0093397 A1 EP 0093397A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ceramic
helix
inner mandrel
coil
core
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83104124A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kuno Dipl.-Ing. Saatze
Richard Lauterbach
Aroon Sinha Roy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0093397A1 publication Critical patent/EP0093397A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/16Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
    • H01J23/24Slow-wave structures, e.g. delay systems
    • H01J23/26Helical slow-wave structures; Adjustment therefor

Definitions

  • the invention relates to a helical delay line for traveling wave tubes, which is accommodated within a metallic vacuum envelope of the tube and is electrically insulated from it, and methods for its production.
  • the helical delay line is accommodated within the vacuum envelope with the aid of a number of dielectric holding rods arranged parallel to one another along surface lines of the line, in the interest of good heat dissipation from the coil to the vacuum envelope of the tube frequently the dielectric holding rods surrounding the coil can be in direct contact with the vacuum envelope of the tube.
  • the manufacturing tolerances of the helix, the holding rods and the vacuum envelope the difficulty of a vibration-insensitive fixed mounting of the helix arrangement arises.
  • the invention has for its object to provide a helical delay line that is simpler in construction and also easier to manufacture. Furthermore, a simple manufacturing process is to be specified.
  • the delay line according to the invention is characterized in that a coil consisting of metal wire or metal band is embedded in a hollow cylindrical ceramic body which is surrounded by a metallic vacuum envelope.
  • a simple method for producing such a helical delay line consists in that the hollow cylindrical ceramic body is formed by extrusion coating, pouring in or casting around the ceramic mass of the helix attached to a removable mandrel or core.
  • the helix is applied to a rotatable inner mandrel, the ceramic mass being sprayed in layers on the helix into a ceramic body by rotating the inner mandrel and relative movement between the spray nozzle and inner mandrel in the axial direction. So that no layer can grow on the inner mandrel, spraying is carried out at a certain angle, which depends on the wire diameter and the pitch of the coil.
  • the inner mandrel is preferably made of a non-wetting plastic or the inner mandrel is coated with a releasable agent before the filament is applied, which prevents the innermost ceramic layer from adhering to it.
  • the inner mandrel carries a thread adapted to the shape of the helix, which is provided with a suitable release agent and in the grooves of which the metal wire or the metal strip is wound, and that the inner mandrel is removed by turning after the extrusion coating of the helix.
  • the inner mandrel is at least partially designed as a lost core, which is removed by turning, loosening, melting or evaporating after the helix is coated with ceramic material.
  • the metal jacket forming the metallic vacuum envelope can be glued to the outside of the ceramic body.
  • a particularly good heat transfer results from the fact that the surface of the hollow cylindrical ceramic body is ground and a copper layer is sprayed onto it and that a tubular solid copper sheet is shrunk onto this copper layer as a metallic vacuum envelope.
  • a simple method for encapsulation is characterized in that the metal wire or the metal strip is wound on a thread core adapted to the shape of the helix, which is coated with a separating agent or consists of a non-wetting material, that the thread core carrying the helix is set up vertically and from a metal tube forming the metallic vacuum envelope is surrounded concentrically and that the space between the threaded core and the metal tube is poured out with a pourable ceramic mass.
  • the metal tube to the thread core is preferably centered by a lower sealing and centering ring.
  • the hollow cylindrical ceramic body is formed from a soaked ceramic paper by wrapping the. Coil on a removable core or mandrel.
  • Figure 1 shows in the lower part a section through a delay line with a coil 1, which is housed within a metallic vacuum envelope 2.
  • the coil for example made of copper wire, is embedded in a thermally sprayed hollow cylindrical ceramic body 3.
  • the coil can also consist of molybdenum or tungsten, the surface being covered with a good electrical conductor, for example Cu, Ag, Au, Al and Al alloys.
  • the overmolding results in a and positive connection between coil 1 and ceramic body 3, so that good heat transfer is guaranteed.
  • the heat dissipation into the vacuum envelope 2 can be further improved by thermally spraying a copper layer 4 onto the ceramic body 3, which is connected to the vacuum envelope 2 either with a material fit or with a force fit.
  • the vacuum envelope 2 is formed, for example, by shrinking on a copper sleeve or the like.
  • the prefabricated coil 1 is applied to an inner mandrel 5 during manufacture.
  • the surface of the helix 1 is expediently sandblasted for the time being and then provided with an adhesive layer 6 made of Ni / NiAl. This can be done with the aid of a device shown in FIG.
  • this adhesive layer 6 a cover layer is injected basis of Al203 at an angle of about 30 0 7 so can grow a layer on the inner mandrel. 5
  • the spray angle ⁇ depends on the wire thickness and the helix pitch.
  • the inner mandrel 5 must be coated with an agent which prevents the spray layer from sticking.
  • This means can also consist of a removable material.
  • the cover layer growing on the base cover layer 7 can then be sprayed at an angle of 90 ° to the axis of rotation, with relative movement between the inner mandrel 5 and the spray nozzle ensuring that the ceramic layer grows in a uniform layer.
  • the cylindrical surface is ground and then the copper layer 4 is sprayed on to improve the heat transfer with the aid of the device according to FIG. 2, on which a tube is then placed shaped solid copper sheet is shrunk as a metallic vacuum envelope 2.
  • FIG. 2 shows, the part of the helix 1 that is not to be coated is covered with a disk-shaped cover 11.
  • the other end of the helix 1 is covered with the aid of a sliding sleeve 8 which can be moved on a receiving star 9.
  • the outer surfaces of the disk-shaped cover 7 and the sliding sleeve 8 are expediently covered with adhesive tapes 10.
  • the metal wire being wound into the grooves of the thread of the inner mandrel 12.
  • the grooves and the pitch of the thread of the inner mandrel 12 are adapted to the shape of the helix 1, the surface between the individual turns of the helix 1 being able to be determined by using trapezoidal or rectangular grooves of the thread in cross section.
  • two rings 13 are attached, which limit the lateral shape of the ceramic body 3 to be sprayed.
  • the layers described in connection with FIGS. 1 and 2 are then applied with the aid of a plasma spray gun 15 movable in the direction of arrow 14, so that the ceramic body 3 according to FIG. 3 is finally produced.
  • the inner mandrel 12 can consist, for example, of a non-wetting plastic. However, it can also be coated with a releasable agent which prevents the innermost ceramic layer from sticking before the filament 1 is applied. Preferably, however, the inner mandrel 5 is at least partially formed as a lost core, which is removed by turning, loosening, melting or evaporating after the helix 1 has been coated with ceramic material.
  • the surface of the ceramic body 3 is indicated in FIG. 4 with a dashed line. It may be possible to dispense with processing this surface if the metal shell forming the vacuum envelope 2 is glued on. However, this jacket can also be shrunk on as in the exemplary embodiment according to FIG. 2, it being expedient that the surface of the ceramic body 3 is then provided with a corresponding, highly heat-conducting metal layer.
  • FIG. 5 shows a further production method for the delay line shown in FIG. 3, the same reference numerals as previously provided for parts having the same effect.
  • the helix 1 is cast around with ceramic mass 17 and thus the ceramic body 3 according to FIG. 3 is achieved.
  • a thread core 18 is used, which is held in a base 19.
  • the copper wire forming the helix 1 is wound into the grooves of the thread core 18.
  • the thread core 18 is around the shaft a sealing or centering ring 20, and then placed inverted on the vacuum envelope 2 forming metal pipe, the sealing or centering ring 20 not only seals but also to center the V a kuumhülle 2 is used.
  • the space between the helix 1 or thread core 18 and the vacuum envelope 2 is then filled with pourable ceramic, as indicated by a vessel 21 in FIG. 5.
  • the threaded core 18 is unscrewed, for example, or else removed in another way if it is designed as a lost core. If the thread core is to be unscrewed, it must be coated with a release agent before the metal wire is wound up.
  • a castable ceramic based on A1 2 0 3 is also used.
  • FIGS. 6 and 7 show another manufacturing method, namely a thread core 22 is again used, the effective area of which is limited by rings 23 applied to it.
  • the area between the rings 23 is then filled with ceramic paper lamenate by wrapping the coil 1.
  • the surface between the individual turns can be designed accordingly, as shown in particular in FIG. 7.
  • the thread of the thread core 22 is preferably provided with a separating film 25 before the metal wire is wound up. Instead of a release film 25 or in addition, any other release agent can also be used.

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Abstract

In the known travelling wave tubes, the helical delay line is supported in a vacuum sleeve by dielectric supporting rods. The manufacture of such delay lines is costly and the heat conduction from the helix to the vacuum sleeve is relatively poor. These disadvantages are overcome according to the invention by the helical delay line (1) being embedded in a thermally moulded ceramic body (3) onto which a metallic vacuum sleeve (2) is shrunk. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine wendelförmige Verzögerungsleitung für Wanderfeldröhren, die innerhalb einer metallischen Vakuumhülle der Röhre untergebracht und gegen diese elektrisch isoliert ist, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to a helical delay line for traveling wave tubes, which is accommodated within a metallic vacuum envelope of the tube and is electrically insulated from it, and methods for its production.

Bei den bekannten Wanderfeldröhren (z.B. DE-PS 19 37 704) ist die wendelförmige Verzögerungsleitung mit Hilfe einer Anzahl parallel zueinander längs Mantellinien der Leitung angeordneten dielektrischen Haltestäben innerhalb der Vakuumhülle untergebracht, wobei man im Interesse einer guten Wärmeableitung von der Wendel zur Vakuumhülle der Röhre häufig die die Wendel umgebenden dielektrischen Haltestäbe direkt an der Vakuumhülle der Röhre anliegen läßt. Dabei ergibt sich jedoch infolge der Fertigungstoleranzen der Wendel, der Haltestäbe und der Vakuumhülle die Schwierigkeit einer erschütterungsunempfindlichen festen Halterung der Wendelanordnung. Diese Schwierigkeiten werden bei der in der DE-PS 19 37 704 beschriebenen Wanderfeldröhre dadurch gelöst, daß in der Vakuumhülle hinter wenigstens einem der Haltestäbe eine in axialer Richtung durchgehende Ausnehmung vorgesehen ist, in der eine Feder eingesetzt ist, die sich gegen die der Wendel abgelegene Rückseite des betreffenden Haltestabes abstützt. Ferner sind zwischen der Feder und dem Haltestab langgestreckte Metallteile derart angeordnet, daß über sie ein direkter thermischer Kontakt zwischen dem Haltestab und der Vakuumhülle der Röhre besteht. Diese bekannte Halterung für die wendelförmige Verzögerungsleitung ist nicht nur sehr aufwendig, sondern die Wärmeableitung von der Wendel zur Vakuumhülle der Röhre ist auch schlecht.In the known traveling wave tubes (e.g. DE-PS 19 37 704), the helical delay line is accommodated within the vacuum envelope with the aid of a number of dielectric holding rods arranged parallel to one another along surface lines of the line, in the interest of good heat dissipation from the coil to the vacuum envelope of the tube frequently the dielectric holding rods surrounding the coil can be in direct contact with the vacuum envelope of the tube. However, due to the manufacturing tolerances of the helix, the holding rods and the vacuum envelope, the difficulty of a vibration-insensitive fixed mounting of the helix arrangement arises. These difficulties are solved in the traveling wave tube described in DE-PS 19 37 704 in that in the vacuum envelope behind at least one of the holding rods, a continuous recess is provided in the axial direction, in which a spring is inserted, which is remote from that of the coil Back of the relevant support rod supports. Furthermore, elongated metal parts are arranged between the spring and the holding rod in such a way that a direct thermal contact between the holding rod and the vacuum envelope of the tube is established via them consists. This known holder for the helical delay line is not only very complex, but the heat dissipation from the coil to the vacuum envelope of the tube is also poor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wendelförmige Verzögerungsleitung zu schaffen, die einfacher aufgebaut und auch einfacher in der Herstellung ist. Ferner soll ein einfaches Herstellungsverfahren angegeben werden. Die Verzögerungsleitung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzex hnet, daß eine aus Metalldraht oder Metallband bestehende Wendel in einem hohlzylindrischen Keramikkörper eingebettet ist, welcher von einer metallischen Vakuumhülle umgeben ist.The invention has for its object to provide a helical delay line that is simpler in construction and also easier to manufacture. Furthermore, a simple manufacturing process is to be specified. The delay line according to the invention is characterized in that a coil consisting of metal wire or metal band is embedded in a hollow cylindrical ceramic body which is surrounded by a metallic vacuum envelope.

Ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer solchen wendelförmigen Verzögerungsleitung besteht darin, daß der hohlzylindrische Keramikkörper durch Umspritzen, Ein- oder Umgießen mit Keramikmasse der auf einem entfernbaren Dorn oder Kern angebrachten Wendel gebildet wird. Zum Umspritzen wird die Wendel auf einem drehbaren Innendorn aufgebracht, wobei durch Drehen des Innendorns und relativer Bewegung zwischen Spritzdüse und Innendorn in Achsrichtung die Keramikmasse auf die Wendel schichtweise zu einem Keramikkörper gespritzt wird. Damit auf dem Innendorn keine Schicht aufwachsen kann, wird unter einem bestimmten Winkel gespritzt, der vom Drahtdurchmesser und der Steigung der Wendel abhängt.A simple method for producing such a helical delay line consists in that the hollow cylindrical ceramic body is formed by extrusion coating, pouring in or casting around the ceramic mass of the helix attached to a removable mandrel or core. For the encapsulation, the helix is applied to a rotatable inner mandrel, the ceramic mass being sprayed in layers on the helix into a ceramic body by rotating the inner mandrel and relative movement between the spray nozzle and inner mandrel in the axial direction. So that no layer can grow on the inner mandrel, spraying is carried out at a certain angle, which depends on the wire diameter and the pitch of the coil.

Vorzugsweise besteht jedoch der Innendorn aus einem nicht benetzenden Kunststoff oder der Innendorn wird vor dem Aufbringen der Wendel mit einem lösbaren Mittel beschichtet, welches ein Haften der innersten Keramikschicht auf demselben verhindert.However, the inner mandrel is preferably made of a non-wetting plastic or the inner mandrel is coated with a releasable agent before the filament is applied, which prevents the innermost ceramic layer from adhering to it.

Besonders vorteilhaft ist jedoch, wenn der Innendorn ein der Form der Wendel angepaßtes Gewinde trägt, das mit einem geeigneten Trennmittel versehen ist und in dessen Nuten der Metalldraht oder das Metallband gewickelt wird, und daß der Innendorn nach dem Umspritzen der Wendel durch Drehen entfernt wird.However, it is particularly advantageous if the inner mandrel carries a thread adapted to the shape of the helix, which is provided with a suitable release agent and in the grooves of which the metal wire or the metal strip is wound, and that the inner mandrel is removed by turning after the extrusion coating of the helix.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Innendorn zumindest teilweise als verlorener Kern ausgebildet, der nach dem Umspritzen der Wendel mit Keramikmasse durch Drehen, Lösen, Schmelzen oder Verdampfen entfernt wird.According to an advantageous further development, the inner mandrel is at least partially designed as a lost core, which is removed by turning, loosening, melting or evaporating after the helix is coated with ceramic material.

Der die metallische Vakuumhülle bildende Metallmantel kann auf die Außenseite des Keramikkörpers geklebt sein.The metal jacket forming the metallic vacuum envelope can be glued to the outside of the ceramic body.

Ein besonders guter Wärmeübergang ergibt sich dadurch, daß die Oberfläche des hohlzylindrischen Keramikörpers rundgeschliffen wird und auf diese eine Kupferschicht gespritzt wird und daß auf diese Kupferschicht ein rohrförmiges massives Kupferblech als metallische Vakuumhülle aufgeschrumpft wird.A particularly good heat transfer results from the fact that the surface of the hollow cylindrical ceramic body is ground and a copper layer is sprayed onto it and that a tubular solid copper sheet is shrunk onto this copper layer as a metallic vacuum envelope.

Ein einfaches Verfahren zum Umgießen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldraht oder das Metallband auf einen der Form der Wendel angepaßten Gewindekern gewickelt wird, welcher mit einem Trennmittel beschicht ist oder aus einem nicht benetzenden Material besteht, daß der die Wendel tragende Gewindekern senkrecht aufgestellt und von einem die metallische Vakuumhülle bildenden Metallrohr konzentrisch umgeben wird und daß der Raum zwischen Gewindekern und Metallrohr mit einer gießbaren Keramikmasse ausgegossen wird. Vorzugsweise wird das Metallrohr zum Gewindekern durch einen unteren Dichtungs- und Zentrierring zentriert.A simple method for encapsulation is characterized in that the metal wire or the metal strip is wound on a thread core adapted to the shape of the helix, which is coated with a separating agent or consists of a non-wetting material, that the thread core carrying the helix is set up vertically and from a metal tube forming the metallic vacuum envelope is surrounded concentrically and that the space between the threaded core and the metal tube is poured out with a pourable ceramic mass. The metal tube to the thread core is preferably centered by a lower sealing and centering ring.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird der hohlzylinderförmige Keramikkörper durch Umwickeln der auf einem entfernbaren Kern oder Dorn aufgebrachten .Wendel aus einem getränkten Keramikpapier gebildet.According to an advantageous further development, the hollow cylindrical ceramic body is formed from a soaked ceramic paper by wrapping the. Coil on a removable core or mandrel.

Anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 einen Schnitt durch einen Teil einer Verzögerungsleitung,
  • Figur 2 eine Vorrichtung im Prinzip zur Herstellung des hohlzylinderförmigen Keramikkörpers, in dem die Wendel eingebettet ist,
  • Figur 3 eine andere Ausführung der Verzögerungsleitung,
  • Figur 4 eine Vorrichtung im Prinzip zur Herstellung des hohlzylinderförmigen Keramikkörpers durch Umspritzen,
  • Figur 5 eine Vorrichtung im Prinzip zur Herstellung des hohlzylinderförmigen Keramikkörpers durch Umgießen,
  • Figur 6 eine Vorrichtung im Prinzip zur Herstellung des hohlzylinderfärmigen Keramikkörpers durch Umwickeln mit.Keramikpapier-Laminat,
  • Figur 7 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles der Figur 6.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which several exemplary embodiments are shown. Show it:
  • FIG. 1 shows a section through part of a delay line,
  • FIG. 2 shows a device in principle for producing the hollow cylindrical ceramic body in which the helix is embedded,
  • FIG. 3 shows another embodiment of the delay line,
  • FIG. 4 shows a device in principle for producing the hollow cylindrical ceramic body by overmolding,
  • 5 shows a device in principle for producing the hollow cylindrical ceramic body by casting,
  • FIG. 6 shows a device in principle for producing the hollow cylindrical ceramic body by wrapping it with ceramic paper laminate,
  • FIG. 7 shows an enlarged illustration of a part of FIG. 6.

Figur 1 zeigt im unteren Teil einen Schnitt durch eine Verzögerungsleitung mit einer Wendel 1, die innerhalb einer metallischen Vakuumhülle 2 untergebracht ist. Die beispielsweise aus Kupferdraht bestehende Wendel 1 ist in einem thermisch gespritzten hohlzylindrischen Keramikkörper 3 eingebettet. Die Wendel kann auch aus Molybdän oder Wolfram bestehen, wobei die Oberfläche mit einem guten elektrischen Leiter belegt ist, z.B. Cu, Ag, Au, Al und Al-Legierungen. Das Umspritzen ergibt eine kraft-und formschlüssige Verbindung zwischen Wendel 1 und Keramikkörper 3, so daß auch ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Die Wärmeableitung in die Vakuumhülle 2 kann noch dadurch verbessert werden, daß auf den Keramikkörper 3 eine Kupferschicht 4 thermisch gespritzt wird, die mit der Vakuumhülle 2 entweder stoffschlüssig oder kraftschlüssig verbunden wird. Die Vakuumhülle 2 wird beispielsweise durch Aufschrumpfen einer Kupferhülse oder dgl. gebildet. Wie der obere Teil der Figur 1 zeigt, wird bei der Herstellung die vorgefertigte Wendel 1 auf einen Innendorn 5 aufgebracht. Zweckmäßigerweise wird die Oberfläche der Wendel 1 vorerst sandgestrahlt und anschließend mit einer Haftschicht 6 aus Ni/NiAl versehen. Dies-kann mit Hilfe einer in Figur 2 dargestellten Vorrichtung erfolgen. Auf diese Haftschicht 6 wird eine Grundlage-Deckschicht 7 aus Al203 unter einem Winkel von etwa 300 gespritzt, damit auf dem Innendorn 5 keine Schicht aufwachsen kann. Der Spritzwinkel α ist von der Drahtstärke und der Wendelsteigung abhängig. Bei kleinem Drahtdurchmesser und größerer Steigung wird der erforderliche Spritzwinkel so klein, daß eine solche Spritzanordnung nicht mehr realisierbar ist. In diesem Fall muß der Innendorn 5 mit einem Mittel beschichtet werden, welches ein Haften der Spritzschicht verhindert. Dieses Mittel kann auch aus einem herauslösbaren Werkstoff bestehen. Die auf die Grundlage-Deckschicht 7 aufwachsende Deckschicht kann dann im Winkel von 90° zur Drehachse gespritzt werden, wobei durch relative Bewegung zwischen dem Innendorn 5 und der Spritzdüse dafür gesorgt wird, daß die Keramikschicht in gleichmäßiger Schicht aufwächst. Am Ende des Spritzvorganges wird die zylindrische Oberfläche rundgeschliffen und danach zur Verbesserung des Wärmeüberganges mit Hilfe der Vorrichtung gemäß Figur 2 die Kupferschicht 4 aufgespritzt, auf der dann ein rohrförmiges massives Kupferblech als metallische Vakuumhülle 2 aufgeschrumpft wird.Figure 1 shows in the lower part a section through a delay line with a coil 1, which is housed within a metallic vacuum envelope 2. The coil 1, for example made of copper wire, is embedded in a thermally sprayed hollow cylindrical ceramic body 3. The coil can also consist of molybdenum or tungsten, the surface being covered with a good electrical conductor, for example Cu, Ag, Au, Al and Al alloys. The overmolding results in a and positive connection between coil 1 and ceramic body 3, so that good heat transfer is guaranteed. The heat dissipation into the vacuum envelope 2 can be further improved by thermally spraying a copper layer 4 onto the ceramic body 3, which is connected to the vacuum envelope 2 either with a material fit or with a force fit. The vacuum envelope 2 is formed, for example, by shrinking on a copper sleeve or the like. As the upper part of FIG. 1 shows, the prefabricated coil 1 is applied to an inner mandrel 5 during manufacture. The surface of the helix 1 is expediently sandblasted for the time being and then provided with an adhesive layer 6 made of Ni / NiAl. This can be done with the aid of a device shown in FIG. In this adhesive layer 6, a cover layer is injected basis of Al203 at an angle of about 30 0 7 so can grow a layer on the inner mandrel. 5 The spray angle α depends on the wire thickness and the helix pitch. With a small wire diameter and a larger pitch, the required spray angle becomes so small that such a spray arrangement can no longer be implemented. In this case, the inner mandrel 5 must be coated with an agent which prevents the spray layer from sticking. This means can also consist of a removable material. The cover layer growing on the base cover layer 7 can then be sprayed at an angle of 90 ° to the axis of rotation, with relative movement between the inner mandrel 5 and the spray nozzle ensuring that the ceramic layer grows in a uniform layer. At the end of the spraying process, the cylindrical surface is ground and then the copper layer 4 is sprayed on to improve the heat transfer with the aid of the device according to FIG. 2, on which a tube is then placed shaped solid copper sheet is shrunk as a metallic vacuum envelope 2.

Wie Figur 2 zeigt, wird mit einer scheibenförmigen Abdeckung 11 der nicht zu beschichtende Teil der Wendel 1 abgedeckt. Das andere Ende der Wendel 1 wird mit Hilfe einer Schiebehülse 8 abgedeckt, die auf einem Aufnahmestern 9 verschiebbar ist. Die Außenflächen der scheibenförmigen Abdeckung 7 und der Schiebehülse 8 sind zweckmäßigerweise mit Klebebändern 10 abgedeckt.As FIG. 2 shows, the part of the helix 1 that is not to be coated is covered with a disk-shaped cover 11. The other end of the helix 1 is covered with the aid of a sliding sleeve 8 which can be moved on a receiving star 9. The outer surfaces of the disk-shaped cover 7 and the sliding sleeve 8 are expediently covered with adhesive tapes 10.

Wie zuvor ausgeführt worden ist, ist das anhand der Figur 2 beschriebene Verfahren nur dann realisierbar, wenn der Drahtdurchmesser nicht zu klein und die Steigung nicht zu groß ist. Das hat aber wiederum den Nachteil, daß die Kriechstrecke zwischen zwei Windungen des Drahtes relativ klein werden, so daß die Dämpfungsverluste unter Umständen zu groß werden. Diese Nachteile werden bei einer in Figur 3 dargestellten Verzögerungsleitung dadurch vermieden, daß zwischen den einzelnen Windungen der Wendel 1 eine größere Oberfläche vorgesehen ist. Wirkungsmäßig gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 und 2 versehen. Anhand der Figur 4 wird ein praktikables Fertigungsverfahren beschrieben. Um eine beliebig große Oberfläche zwischen den Windungen der Wendel 1 zu erzielen, wird anstelle eines glatten Innendorns 5 gemäß Figur 2 ein Innendorn 12 mit Gewinde verwendet, wobei in die Nuten des Gewindes des Innendorns 12 der Metalldraht gewickelt wird. Die Nuten und die Steigung des Gewindes des Innendorns 12 sind der Form der Wendel 1 entsprechend angepaßt, wobei durch die Verwendung von im Querschnitt trapez- oder rechteckförmigen Nuten des Gewindes die Oberfläche zwischen den einzelnen Windungen der Wendel 1 festgelegt werden kann. Auf dem Innendorn 12 sind zwei Ringe 13 befestigt, die die seitlichen Formbegrenzungen des aufzuspritzenden Keramikkörpers 3 bilden. Mit Hilfe einer in Pfeilrichtung 14 beweglichen Plasmaspritzpistole 15 werden dann die im Zusammenhang mit Figur 1 und 2 beschriebenen Schichten aufgebracht, so daß schließlich der Keramikkörper 3 gemäß Figur 3 entsteht.As has been explained above, the method described with reference to FIG. 2 can only be implemented if the wire diameter is not too small and the pitch is not too large. However, this in turn has the disadvantage that the creepage distance between two turns of the wire becomes relatively small, so that the attenuation losses may become too great. These disadvantages are avoided in a delay line shown in FIG. 3 in that a larger surface is provided between the individual turns of the helix 1. Parts having the same effect are provided with the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2. A practical manufacturing process is described with reference to FIG. In order to achieve an arbitrarily large surface between the turns of the helix 1, an inner mandrel 12 with thread is used instead of a smooth inner mandrel 5 according to FIG. 2, the metal wire being wound into the grooves of the thread of the inner mandrel 12. The grooves and the pitch of the thread of the inner mandrel 12 are adapted to the shape of the helix 1, the surface between the individual turns of the helix 1 being able to be determined by using trapezoidal or rectangular grooves of the thread in cross section. On the inner mandrel 12, two rings 13 are attached, which limit the lateral shape of the ceramic body 3 to be sprayed. The layers described in connection with FIGS. 1 and 2 are then applied with the aid of a plasma spray gun 15 movable in the direction of arrow 14, so that the ceramic body 3 according to FIG. 3 is finally produced.

Der Innendorn 12 kann beispielsweise aus einem nicht benetzenden Kunststoff bestehen. Er kann aber auch vor dem Aufbringen der Wendel 1 mit einem lösbaren Mittel beschichtet werden, welches ein Haften der innersten Keramikschicht verhindert. Vorzugsweise wird jedoch der Innendorn 5 zumindest teilweise als verlorener Kern ausgebildet, der nach dem Umspritzen der Wendel 1 mit Keramikmasse durch Drehen, Lösen, Schmelzen oder Verdampfen entfernt wird. In Figur 4 ist mit gestrichelten Liniedidie Oberfläche des Keramikkörpers 3 angedeutet. Auf eine Bearbeitung dieser Oberfläche kann man unter Umständen verzichten, wenn der die Vakuumhülle 2 bildende Metallmantel aufklebt wird. Dieser Mantel kann aber auch wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 aufgeschrumpft werden, wobei es zweckmäßig ist, daß dann die Oberfläche des Keramikkörpers 3 mit einer entsprechenden gut wärmeleitenden Metallschicht versehen wird.The inner mandrel 12 can consist, for example, of a non-wetting plastic. However, it can also be coated with a releasable agent which prevents the innermost ceramic layer from sticking before the filament 1 is applied. Preferably, however, the inner mandrel 5 is at least partially formed as a lost core, which is removed by turning, loosening, melting or evaporating after the helix 1 has been coated with ceramic material. The surface of the ceramic body 3 is indicated in FIG. 4 with a dashed line. It may be possible to dispense with processing this surface if the metal shell forming the vacuum envelope 2 is glued on. However, this jacket can also be shrunk on as in the exemplary embodiment according to FIG. 2, it being expedient that the surface of the ceramic body 3 is then provided with a corresponding, highly heat-conducting metal layer.

Figur 5 zeigt ein weiteres Herstellungsverfahren für die in Figur 3 dargestellte Verzögerungsleitung, wobei für gleichwirkende Teile gleiche Bezugszeichen wie zuvor vorgesehen sind. Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Wendel 1 mit Keramikmasse 17 umgossen und damit der Keramikkörper 3 gemäß Figur 3 erzielt. Dazu wird ein Gewindekern 18 verwendet, der in einer Unterlage 19 gehalten wird. Zuvor wird jedoch der die Wendel 1 bildende Kupferdraht in die Nuten des Gewindekerns 18 gewickelt. Nach dem Einsetzen des Gewindekerns 18 in die Unterlage 19 wird um den Schaft des Gewindekerns 18 ein Dicht- bzw. Zentrierring 20 gelegt und anschließend ein die Vakuumhülle 2 bildendes Metallrohr gestülpt, wobei der Dicht- bzw. Zentrierring 20 nicht nur dichtet , sondern auch zur Zentrierung der Vakuumhülle 2 dient. Anschließend wird der Raum zwischen Wendel 1 bzw. Gewindekern 18 und Vakuumhülle 2 mit gießbarer Keramik gefüllt, wie durch ein Gefäß 21 in Figur 5 angedeutet ist. Der Gewindekern 18 wird nach dem Trocknen und Aushärten der Keramikmasse beispielsweise herausgeschraubt oder auch in anderer Weise entfernt, falls er als verlorener Kern ausgebildet ist. Soll der Gewindekern herausgeschraubt werden, so muß er vor dem Aufwickeln des Metalldrahtes mit einem Trennmittel bestrichen werden. Es wird ebenfalls eine gießbare Keramik auf A1203-Basis verwendet.FIG. 5 shows a further production method for the delay line shown in FIG. 3, the same reference numerals as previously provided for parts having the same effect. In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the helix 1 is cast around with ceramic mass 17 and thus the ceramic body 3 according to FIG. 3 is achieved. For this purpose, a thread core 18 is used, which is held in a base 19. Before that, however, the copper wire forming the helix 1 is wound into the grooves of the thread core 18. After the thread core 18 has been inserted into the base 19, the thread core 18 is around the shaft a sealing or centering ring 20, and then placed inverted on the vacuum envelope 2 forming metal pipe, the sealing or centering ring 20 not only seals but also to center the V a kuumhülle 2 is used. The space between the helix 1 or thread core 18 and the vacuum envelope 2 is then filled with pourable ceramic, as indicated by a vessel 21 in FIG. 5. After the ceramic mass has dried and hardened, the threaded core 18 is unscrewed, for example, or else removed in another way if it is designed as a lost core. If the thread core is to be unscrewed, it must be coated with a release agent before the metal wire is wound up. A castable ceramic based on A1 2 0 3 is also used.

Figur 6 und 7 zeigen ein anderes Herstellungsverfahren, und zwar wird wiederum ein Gewindekern 22 verwendet, dessen wirksamer Bereich durch auf diesen aufgebrachte Ringe 23 begrenzt wird. Der Bereich zwischen den Ringen 23 wird sodann mit Keramikpapier-Lamenat durch Umwickeln der Wendel 1 aufgefüllt. Wiederum kann durch Gestaltung des Querschnitts des Gewindekerns 22 die Oberfläche zwischen den einzelnen Windungen entsprechend gestaltet werden, wie insbesondere Figur 7 zeigt. Vorzugsweise wird vor dem Aufwickeln des Metalldrahtes das Gewinde des Gewindekerns 22 mit einer Trennfolie 25 versehen. Anstelle einer Trennfolie 25 oder zusätzlich kann aber auch ein beliebig anderes Trennmittel verwendet'werden.FIGS. 6 and 7 show another manufacturing method, namely a thread core 22 is again used, the effective area of which is limited by rings 23 applied to it. The area between the rings 23 is then filled with ceramic paper lamenate by wrapping the coil 1. Again, by designing the cross section of the thread core 22, the surface between the individual turns can be designed accordingly, as shown in particular in FIG. 7. The thread of the thread core 22 is preferably provided with a separating film 25 before the metal wire is wound up. Instead of a release film 25 or in addition, any other release agent can also be used.

Claims (38)

1. Wendelförmige Verzögerungsleitung für Wanderfeldröhren, die innerhalb einer metallischen Vakuumhülle untergebracht und gegen diese elektrisch isoliert ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine aus Metalldraht oder Metallband bestehende Wendel (1) in einem hohlzylindrischen Keramikkörper (3) eingebettet ist, welcher von einer metallischen Vakuumhülle (2) umgeben ist.1. Helical delay line for traveling wave tubes, which is housed within a metallic vacuum envelope and is electrically insulated from it, characterized in that a coil (1) consisting of metal wire or metal band is embedded in a hollow cylindrical ceramic body (3) which is supported by a metallic vacuum envelope ( 2) is surrounded. 2. Verfahren zur Herstellung einer wendelförmigen Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der hohlzylindrische Keramikkörper (3) durch Umspritzen, Ein- oder Umgießen der auf einem entfernbaren Dorn oder Kern (5, 12, 18, 22) aufgebrachten Wendel (1) mit Keramikmasse gebildet wird.2. A method for producing a helical delay line according to claim 1, characterized in that the hollow cylindrical ceramic body (3) by overmolding, pouring or casting around the on a removable mandrel or core (5, 12, 18, 22) applied coil (1) is formed with ceramic mass. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zum Umspritzen die Wendel (1) auf einem drehbaren Innendorn (5) aufgebracht wird, wobei durch Drehen des Innendorns (5) und relativer Bewegung zwischen Spritzdüse und Innendorn (5) in Achsrichtung die Keramikmasse auf die Wendel (1) schichtweise zu einem Keramikkörper (3) gespritzt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that for the extrusion coating, the helix (1) is applied to a rotatable inner mandrel (5), wherein by rotating the inner mandrel (5) and relative movement between the spray nozzle and inner mandrel (5) in the axial direction, the ceramic mass is sprayed onto the coil (1) in layers to form a ceramic body (3). 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Aufspritzen der Keramikmasse (3) auf die Wendel (1) eine Haftschicht (6) und darauf eine Deckschicht (7) unter einem Winkel (α) zur Drehachse gespritzt wird, damit auf dem Innendorn (5) keine Schicht aufwachsen kann.4. The method according to claim 3, characterized in that before the spraying of the ceramic mass (3) onto the coil (1) an adhesive layer (6) and then a cover layer (7) is sprayed at an angle (α) to the axis of rotation, so on no layer can grow on the inner mandrel (5). 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendorn (5) aus einem nicht benetzenden Kunststoff besteht oder der Innendorn (5) vor dem Aufbringen der Wendel (1) mit einem lösbaren Mittel beschichtet wird, welches ein Haften der innersten Keramikschicht auf demselben verhindert.5. The method according to claim 3, characterized in that the inner mandrel (5) from one non-wetting plastic or the inner mandrel (5) is coated with a releasable agent before application of the helix (1), which prevents the innermost ceramic layer from adhering to it. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendorn (12) ein der Form der Wendel (1) angepaßtes Gewinde trägt, das mit einem geeigneten Trennmittel versehen ist und in dessen Nuten der Metalldraht oder das Metallband gewickelt wird, und daß der Innendorn (12) nach dem Umspritzen der Wendel (1) durch Drehen entfernt wird.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the inner mandrel (12) carries a thread adapted to the shape of the helix (1), which is provided with a suitable release agent and in the grooves of which the metal wire or the metal strip is wound , and that the inner mandrel (12) is removed by turning after the extrusion coating around the helix (1). 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendorn (12) zumindest teilweise als verlorener Kern ausgebildet ist, der nach dem Umspritzen der Wendel (1) mit Keramikmasse durch Drehen, Lösen, Schmelzen oder Verdampfen entfernt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the inner mandrel (12) is at least partially designed as a lost core, which is removed by turning, loosening, melting or evaporation after the helix (1) has been encapsulated with ceramic material. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der die metallische Vakuumhülle (2) bildende Metallmantel auf die Außenseite des Keramikkörpers (3) geklebt wird.8. The method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the metal jacket forming the metallic vacuum envelope (2) is glued to the outside of the ceramic body (3). 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche des hohlzylindrischen Keramikkörpers (3) rundgeschliffen wird und auf diese eine Kupferschicht (4) gespritzt wird und daß auf diese Kupferschicht (4) ein rohrförmiges massives Kupferblech als metallische Vakuumhülle (2) aufgeschrumpft wird.9. The method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the surface of the hollow cylindrical ceramic body (3) is ground and a copper layer (4) is sprayed onto it and that on this copper layer (4) a tubular solid copper sheet as a metallic vacuum envelope (2) is shrunk. 10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Metalldraht oder das Metallband auf einen der Form der Wendel (1) angepaßten Gewindekern (18) gewickelt wird, welcher mit einem Trennmittel beschichtet ist oder aus einem nicht benetzenden Material besteht, daß der die Wendel (1) tragende Gewindekern (18) senkrecht aufgestellt und von einem die metallische Vakuumhülle (2) bildenden Metallrohr konzentrisch umgeben wird und daß der Raum zwischen Gewindekern (18) und Metallrohr (2) mit einer gießbaren Keramikmasse (17) ausgegossen wird.10. The method according to claim 2, characterized in that the metal wire or the metal band on one of the shape of the coil (1) adapted Ge winding core (18) is wound, which is coated with a release agent or consists of a non-wetting material, that the coil (1) carrying the thread core (18) is placed vertically and is concentrically surrounded by a metal tube forming the metallic vacuum envelope (2) and that the space between the threaded core (18) and the metal tube (2) is poured out with a pourable ceramic mass (17). 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Metallrohr (2) zum Gewindekern (18) durch einen unteren Dichtungs- und Zentrierring (20) zentriert wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the metal tube (2) to the thread core ( 1 8) is centered by a lower sealing and centering ring (20). 12. Verfahren zur Herstellung einer wendelförmigen Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der hohlzylinderförmige Keramikkörper (3) durch Umwickeln der auf einem entfernbaren Kern oder Dorn (22) aufgebrachten Wendel (1) aus einem getränkten Keramikpapier (24) gebildet wird.12. A method for producing a helical delay line according to claim 1, characterized in that the hollow cylindrical ceramic body (3) by wrapping the coil (1) applied to a removable core or mandrel (22) is formed from an impregnated ceramic paper (24). BezugszeichenlisteReference symbol list 1 Wendel1 helix 2 Vakuumhülle2 vacuum envelope 3 Keramikkörper3 ceramic bodies 4 Kupferschicht4 copper layer 5 Innendorn5 internal mandrel 6 Haftschicht6 adhesive layer 7 Grundlage-Deckschicht7 Base cover layer 8 Schiebehülse8 sliding sleeve 9 Aufnahmestern9 receiving stars 10 Klebeband10 adhesive tape 11 Abdeckung11 cover 12 Innendorn mit Gewinde12 internal mandrel with thread 13 Ringe13 rings 14 Pfeilrichtung14 arrow direction 15 Plasma-Sprühpistole15 plasma spray gun 16 gestrichelte Linien16 dashed lines 17 Keramikmasse17 ceramic mass 18 Gewindekern18 thread core 19 Unterlage19 document 20 Dicht- bzw. Zentrierring20 sealing or centering ring 21 Gefäß21 vessel 22 Gewindekern22 thread core 23 Ringe23 rings 24 Keramikpapier-Laminad24 ceramic paper laminad 25 Trennfolie25 release film
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