EP0259606A1 - Elektronenstrahlauffänger für Laufzeitröhren - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electron beam receiver according to the preamble of patent claim 1.
- a multi-stage collector for runtime tubes especially traveling wave tubes is known, with several collecting electrodes surrounding the electron beam, which are spaced apart by insulating bodies (spacers), which are in fixed connection with the collecting electrodes spaced from them, whereby these electrodes are each covered by a sleeve with a small thermal expansion in comparison to the electrodes, such that the radial thermal expansion of the spacers connected to the electrodes is adapted. All parts of the electron beam collector are soldered together at their contact surfaces.
- a catcher for charge carriers of electrical discharge vessels which essentially consists of coal and is formed in one stage.
- the carbon body forming the active part of the collector is inserted into a metal sheathing in such a way that the major part of the carbon body used is at a short distance from the metal sheathing.
- the invention has for its object to provide a multi-stage collector, which is characterized by perfect electrical insulation of the collecting electrodes and mechanical robustness by optimal dissipation of the heat caused by high electrical power loss and which is particularly easy to manufacture.
- the advantages achieved by the invention are, in particular, that instead of the previous complex soldering technique when assembling the individual parts of the electron beam collector, a simple clamping technique is now used. In this way, complex metallizations of metal-ceramic parts to be soldered are avoided. In addition, the uncertainties that arise when soldering with regard to exact connections of the individual parts cannot occur. Optimal heat dissipation of the heat loss occurring at the collecting electrodes is achieved through the intimate connection of metal and insulating parts caused by the shrinking on, and through the choice of particularly good heat-conducting insulating materials for the insulating parts. In addition, there are no insulation problems with regard to the dielectric strength between the collecting electrodes and between these and the outer or vacuum envelope compared to known electron beam collectors.
- the electron beam collector shown in FIGS. 1 and 2 is designed as a two-stage collector and essentially consists of two hollow cylindrical collecting electrodes 1, 2 arranged one behind the other in the direction of the electron beam axis.
- the first collecting electrode 1 has an electron beam inlet opening, and the second collecting electrode is designed as a collecting base.
- the bottom is tapered to prevent backflow of electrons.
- a plurality of insulating parts 4 extending in the axial direction are arranged between the two collecting electrodes 1, 2 and the metallic outer or vacuum envelope 3.
- the elongated insulating parts 4 are two half-shells.
- segments or rods can also advantageously be used as insulating parts 4. Another shape is also possible for the elongated insulating parts 4.
- the collecting electrodes 1, 2 and the outer or vacuum envelope 3 are preferably made of copper.
- the collecting electrodes 1, 2 and / or the outer and vacuum sheath 3 can, however, consist of molybdenum or similar metals or alloys instead of copper.
- the metallic outer or vacuum sleeve 3 is shrunk onto the elongated insulating parts 4, in such a way that the elongated insulating parts (half-shells) 4 are pressed onto the collecting electrodes 1, 2 and the metallic outer or vacuum sleeve 3.
- the shrinking is expediently carried out as follows: First, the elongate insulating parts 4, in this example the two half-shells, are held on the collecting electrodes 1, 2 which are spaced apart from one another. This can be done, for example, by means of clamps made of molybdenum, for example. It is advantageous to use collecting electrodes 1, 2, each of which has at least one projection 5, the elongate insulating parts 4, here the two half-shells, each being provided with corresponding inner grooves 6, so that the parts can be plugged together, and in compliance the specified dimensions. However, it can it may also be expedient to fix it by means of pins, notches, steps or the like instead of by means of projections and corresponding internal grooves in the parts to be joined.
- the collecting electrodes 1, 2 with the elongated insulating parts 4 are inserted into the metallic outer or vacuum envelope 3 previously heated to a temperature of approximately 500 ° C. to 800 ° C., for example by quartz lamps in an oven. Then the outer or vacuum sleeve 3 is cooled again and shrinks during this process onto the insulating parts 4, so that the required mechanically robust connection between the collecting electrodes 1 and 2, the elongated insulating parts 4 and the outer or vacuum sleeve is created.
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronenstrahlauffänger für Laufzeitröhren, insbesondere Mehrstufen-Kollektor für Wanderfeldröhren, mit mehreren den Elektronenstrahl umgebenden, in Richtung der Elektronenstrahlachse hintereinander angeordneten Auffangelektroden (1, 2), die elektrisch voneinander isoliert von einer metallischen Außenhülle (3) umgeben sind. Dieser Mehrstufen-Kollektor soll sich bei einwandfreier elektrischer Isolation der Auffangelektroden (1, 2) und mechanischer Robustheit durch eine optimale Ableitung der durch hohe elektrische Verlustleistung bedingten Wärme auszeichnen und insbesondere relativ einfach herstellbar sein. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß zwischen den Auffangelektroden (1, 2) und der metallischen Außen- oder Vakuumhülle (3) mehrere in axialer Richtung verlaufende längliche Isolierteile (4) angeordnet sind, und daß die Außen- oder Vakuumhülle (3) auf die länglichen Isolierteile (4) aufgeschrumpft ist, derart, daß die länglichen Isolierteile (4) an die Auffangelektroden (1, 2) und die metallische Außen- oder Vakuumhülle (3) angepreßt sind. Der erfindungsgemäße Elektronenstrahlauffänger findet insbesondere bei Hochleistungs-Wanderfeldröhren Anwendung.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronenstrahlauffänger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus der DE-PS 24 49 890 ist ein Mehrstufen-Kollektor für Laufzeitröhren, insbesondere Wanderfeldröhren bekannt, mit mehreren den Elektronenstrahl umgebenden Auffangelektroden, die durch Isolierkörper (Distanzstücke) voneinander beabstandet sind, welche mit den von ihnen beabstandeten Auffangelektroden in fester Verbindung stehen, wobei diese Elektroden jeweils von einer Manschette mit einer im Vergleich zu den Elektroden kleinen Wärmeausdehnung umspannt sind, derart, daß die radiale Wärmeausdehnung der mit den Elektroden verbundenen Distanzstücke angepaßt ist. Dabei sind alle Teile des Elektronenstrahlauffängers an ihren Berührungsflächen miteinander verlötet.
- Zudem ist aus der DE-PS 15 64 629 ein Auffänger für Ladungsträger elektrischer Entladungsgefäße bekannt, der im wesentlichen aus Kohle besteht und einstufig ausgebildet ist. Der den aktiven Teil des Auffängers bildende Kohlekörper ist in eine Metallumhüllung so eingesetzt, daß der überwiegende Teil des eingesetzten Kohlekörpers einen geringen Abstand von der Metallumhüllung besitzt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrstufen-Kollektor zu schaffen, der sich bei einwandfreier elektrischer Isolation der Auffangelektroden und mechanischer Robustheit durch eine optimale Ableitung der durch hohe elektrische Verlustleistung bedingten Wärme auszeichnet und der insbesondere relativ einfach herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektronenstrahlauffänger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.
- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß statt der bisherigen aufwendigen Löttechnik bei Zusammenbau der Einzelteile des Elektronenstrahlauffängers nunmehr eine einfache Klemmtechnik angewendet wird. Hierdurch werden aufwendige Metallisierungen von zu verlötenden Metall-Keramikteilen vermieden. Zudem können die beim Verlöten auftretenden Unsicherheiten hinsichtlich exakter Verbindungen der Einzelteile nicht erst auftreten. Durch die mittels des Aufschrumpfens bewirkten innigen Verbindungen von Metall- und Isolierteilen sowie durch die Auswahlmöglichkeit besonders gut wärmeleitender Isolierstoffe für die Isolierteile wird eine optimale Wärmeableitung der an den Auffangelektroden auftretenden Verlustwärme erreicht. Darüber hinaus treten gegenüber bekannten Elektronenstrahlauffängern keine Isolationsprobleme hinsichtlich der elektrischen Durchschlagsfestigkeit zwischen den Auffangelektroden sowie zwischen diesen und der Außen- oder Vakuumhülle auf.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeipsiel der Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Elektronenstrahlauffänger schematisch in Schnitt und
- Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im Schnitt II-II.
- Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Elektronenstrahlauffänger ist als Zweistufen-Kollektor ausgebildet und besteht im wesentlichen aus zwei in Richtung der Elektronenstrahlachse in Abstand hintereinander angeordneten hohlzylindrischen Auffangelektroden 1, 2. Die erste Auffangelektrode 1 weist eine Elektronenstrahleintrittsöffnung auf, und die zweite Auffangelektrode ist als Auffängerboden ausgebildet. Der Boden ist dabei zum Verhindern eines Elektronenrückfließens trichterförmig zugespitzt. Zwischen den beiden Auffangelektroden 1, 2 und der metallischen Außen- oder Vakuumhülle 3 sind mehrere in axialer Richtung verlaufende Isolierteile 4 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die länglichen Isolierteile 4 zwei Halbschalen. Als Isolierteile 4 können aber vorteilhaft auch Segmente oder Stäbe verwendet werden. Auch eine anderen Formgebung ist für die länglichen Isolierteile 4 möglich. Die länglichen Isolierteile 4, in diesem Fall die beiden Halbschalen, bestehen vorzugsweise aus Bornitrid, Aluminiumoxid, Berylliumoxid oder Aluminiumnitrid. Auch andere Isoliermaterialien mit ähnlich günstigen Eigenschaften, insbesondere hoher Wärmeleitfähigkeit, sind verwendbar. Die Auffangelektroden 1, 2 und die Außen- oder Vakuumhülle 3 bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Die Auffangelektroden 1, 2 und/oder die Außen- und Vakuumhülle 3 können jedoch statt aus Kupfer aus Molybdän oder aus ähnlichen Metallen bzw. Legierungen bestehen. Die metallische Außen- oder Vakuumhülle 3 ist auf die länglichen Isolierteile 4 aufgeschrumpft, und zwar derart, daß die länglichen Isolierteile (Halbschalen) 4 an die Auffangelektroden 1, 2 und die metallische Außen- oder Vakuumhülle 3 angepreßt sind.
- Das Aufschrumpfen wird zweckmäßig folgendermaßen vorgenommen: Zunächst werden die länglichen Isolierteile 4, in diesem Beispiel die beiden Halbschalen an den voneinander beabstandeten Auffangelektroden 1, 2 gehaltert. Das kann beispielsweise mittels Klemmen z.B. aus Molybdän geschehen. Vorteilhaft ist es dabei, Auffangelektroden 1, 2 zu verwenden, die jeweils mindestens eine Auskragung 5 aufweisen, wobei die länglichen Isolierteile 4, hier die beiden Halbschalen, jeweils mit entsprechenden Innennuten 6 versehen sind, so daß die Teile zusammensteckbar sind, und zwar unter Einhaltung der vorgegebenen Bemessungen. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, die Fixierung statt durch Auskragungen und entsprechende Innennuten in den zusammenzufügenden Teilen, mittels Stiften, Kerben, Stufen oder dergleichen vorzunehmen. Anschließend werden die Auffangelektroden 1, 2 mit den länglichen Isolierteilen 4 in die zuvor auf eine Temperatur von ca. 500°C bis 800°C beispielsweise durch Quarzlampen in einem Ofen erhitzte metallische Außen- oder Vakuumhülle 3 eingeschoben. Dann wird die Außen- oder Vakuumhülle 3 wieder abgekühlt und schrumpft während diese Vorganges auf die Isolierteile 4 auf, so daß die geforderte mechanisch robuste Verbindung zwischen den Auffangelektroden 1 und 2, den länglichen Isolierteilen 4 und der Außen- oder Vakuumhülle entsteht.
Claims (6)
1. Elektronenstrahlauffänger für Laufzeitröhren, insbesondere Mehrstufen-Kollektor für Wanderfeldröhren, mit mehreren den Elektronenstrahl umgebenden, in Richtung der Elektronenstrahlachse hintereinander angeordneten Auffangelektroden, die elektrisch voneinander isoliert von einer metallischen Außenhülle umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auffangelektroden (1, 2) und der metallischen Außen- oder Vakuumhülle (3) mehrere in axialer Richtung verlaufende längliche Isolierteile (4) angeordnet sind, und daß die metallische Außen- oder Vakuumhülle (3) auf die länglichen Isolierteile (4) aufgeschrumpft ist, derart, daß die länglichen Isolierteile (4) an die Auffangelektroden (1, 2) und die metallische Außen- oder Vakuumhülle (3) angepreßt sind.
2. Elektronenstrahlauffänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Isolierteile (4) Halbschalen, Segmente oder Stäbe sind.
3. Elektronenstrahlauffänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Isolierteile (4) aus Bornitrid, Aluminiumoxid, Berylliumoxid oder Aluminiumnitrid bestehen.
4. Elektronenstrahlauffänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangelektroden (1, 2) und die metallische Außen- oder Vakuumhülle (3) aus Kupfer bestehen.
5. Elektronenstrahlauffänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangelektroden (1, 2) jeweils mindestens eine Auskragung (5) und die länglichen Isolierteile (4) jeweils entsprechende Innennuten (6) aufweisen.
6. Verfahren zum Herstellen eines Elektronenstrahlauffängers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Isolierteile (4) an den voneinander beabstandeten Auffangeelektroden (1, 2) gehaltert werden, daß die Auffangelektroden (1, 2) mit den länglichen Isolierteilen (4) in die zuvor auf eine Temperatur von ca. 700°C bis 800°C erhitzte metallische Außen- oder Vakuumhülle (3) eingeschoben werden und daß die Außen- oder Vakuumhülle (3) anschließend abgekühlt und somit auf die Isolierteile (4) aufgeschrumpft wird.
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