EP0553373B1 - Vakuumröhre - Google Patents

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EP0553373B1
EP0553373B1 EP19920101460 EP92101460A EP0553373B1 EP 0553373 B1 EP0553373 B1 EP 0553373B1 EP 19920101460 EP19920101460 EP 19920101460 EP 92101460 A EP92101460 A EP 92101460A EP 0553373 B1 EP0553373 B1 EP 0553373B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support body
vacuum tube
tube according
glass
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP19920101460
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0553373A1 (de
Inventor
Richard Frank
Christian Dr. Rer. Nat. Wolf
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE59208687T priority Critical patent/DE59208687D1/de
Priority to EP19920101460 priority patent/EP0553373B1/de
Priority to JP01238093A priority patent/JP3474216B2/ja
Publication of EP0553373A1 publication Critical patent/EP0553373A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0553373B1 publication Critical patent/EP0553373B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26—Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/30—Sealing
    • H01B17/303—Sealing of leads to lead-through insulators
    • H01B17/305—Sealing of leads to lead-through insulators by embedding in glass or ceramic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/90—Leading-in arrangements; Seals therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/32—Seals for leading-in conductors

Definitions

  • a vacuum tube with a vacuum-tight electrical voltage feedthrough which has a first and a second electrically conductive part which are connected to one another via a connection insulation made of enamel or glass, the first electrically conductive Part is designed as a housing of the vacuum tube and has an opening for a support body of the connection insulation and wherein the support body carries an enamel or glass coating and receives the second electrically conductive part.
  • DE-A-39 12 607 discloses a relatively permanent, vacuum-tight glass-metal connection or metal-metal connection by means of glass solder, which is suitable for use in the assembly of glass laser tubes.
  • a cathode ray tube is known in which voltage feedthroughs are provided for electrically conductive pins, the pins being guided through carrier plates via connection insulations and being held on the carrier plates, these insulations also consisting of glass melting bodies which are introduced into openings in the carrier plates. Insulating, sealing glass melting bodies are also known for the mutual insulation and spacing of electrodes.
  • European patent application file no. 91105685.9, relates to an X-ray image intensifier which is used, for example, in X-ray devices in order to generate a visible image from an X-ray silhouette.
  • Such X-ray image intensifiers have an approximately cylindrical vacuum vessel, on one end face of an input fluorescent screen and on the other end face of an exit fluorescent screen is arranged. Electrodes are provided in the interior of the vacuum vessel and are held in the vacuum vessel by means of holding elements. For focusing on the impact of X-rays electrons generated on the input fluorescent screen are applied to the output fluorescent screen to the electrodes, which can be supplied to them via contact pins which are led through the vacuum vessel in a vacuum-tight manner. It is known to connect the electrodes to one another via an insulating material, so that a stable electrode arrangement results in the vacuum vessel.
  • the object of the present invention is to provide an improved voltage feedthrough of the type mentioned at the outset, which is particularly characterized by simple manufacture, high stability, high dielectric strength and relatively little effort and whose insulation body can be produced with a defined current flow or electrical resistance value.
  • the voltage feedthrough according to the invention enables the use of a support body which can be produced simply and inexpensively, for example from ceramic, plastic or the like, depending on the size and shape.
  • This insulating piece can therefore consist of relatively inexpensive material and, depending on requirements, can be provided in whole or in part with a coating of enamel or glass, so that the desired vacuum tightness can be achieved.
  • this places only minor demands on the support or base body with regard to porosity, surface properties and vacuum tightness.
  • the support body should only be enamelled or be provided with a glass coating, should be sufficiently temperature-resistant for enamelling (enamel firing) or glass coating and should have the required strength for the task of carrying out stress.
  • FIG. 1 A section of an X-ray image intensifier 1 is shown in FIG. For orientation purposes, the input screen and the output screen on the right of the X-ray image intensifier 1 would follow.
  • the housing of the X-ray image intensifier 1 is formed by a first and a second electrically conductive part 2, 3, which are shaped as cylinders from a sheet metal strip.
  • one end 5 of the first housing part 2 is connected to one end 7 of the second housing part 3 via a voltage feedthrough 6 according to the invention.
  • a first and a second cylindrical electrode 8, 9 are arranged in the X-ray image intensifier 1 and are connected to one another in a region 10 via a voltage insulation 6.
  • an electrically conductive pin 11 or 12 is guided through a bushing 13 or 14 in the housing parts 2, 3, a bushing 13 or 14 according to the invention being provided in the bushings 13, 14.
  • These pins 11, 12 can also serve to hold the electrodes 8, 9 in the X-ray image intensifier 1.
  • further pins 17, 18 can also be provided, which are connected to the electrodes 8, 9 and the housing parts 2, 3 via further voltage feedthroughs 19, 20.
  • the x-ray image intensifier 1 finally comprises a further electrode 21 with a connection 22 to a high voltage source and with a ground connection 23, a voltage feedthrough 24 being provided between the ground connection 23 and the electrode, the support body 25 coated with enamel or glass or the like having a winding 26 made of resistance wire.
  • the electrode connections 22, 23 are insulated by means of voltage feedthroughs 29 and 30 through the cylindrical housing part 3 and are led outward in a vacuum-tight manner.
  • the support body 34 consists of a e.g. annular insulation piece made of ceramic or plastic.
  • the support body can be designed as a lation component in the desired or required size and shape.
  • the desired vacuum tightness of the insulation part is achieved by a complete coating or a necessary coating 35 made of enamel or glass. While in the case of bonds in accordance with European patent application No.
  • the enamel technology or the glass coating sets limits for the dielectric strength and the stability of the connection, and the use of an enamel tube or glass tube as connection insulation for two electrically conductive parts would not be a problem-free solution the use of the support body 34 in connection with the enamel or glass cover 35 a solution can be specified that fully meets the task.
  • the voltage feedthrough 33 according to FIG. 2 can, for example, be inserted into a feedthrough (eg bore) 13, 14 of a first electrically conductive part 2 or 3 and it can be inserted through the Ring opening 36, for example a pin 11, 12, can be guided as a second electrically conductive part.
  • the pin 11, 12 can be melted into the ring opening 36 by means of a glass or enamel melt layer 35, so that after subsequent cooling there is a rigid connection of the pin 11, 12 with respect to the support body 34.
  • the support body 34 can in turn be melted into the leadthrough 13, 14 of a supporting part 2 or 3 by an enamel or glass layer.
  • the glass or enamel coating 35 also serves for the insulating, vacuum-tight arrangement between the parts 2, 3 or 11, 12 and the support body 34.
  • the support body 34 has a semiconducting coating 37, e.g. made of chromium oxide, in order to achieve a certain conductivity via the insulation between the parts 2, 3 through the coating 37.
  • a semiconducting coating 37 e.g. made of chromium oxide
  • adapter means 38 e.g. Adapter pins, adapter flanges, adapter tongues or the like, inserted, let in, soldered in, sintered in, enameled or melted in by means of glass solder.
  • a winding, spring 39 or the like forms in the support body 34.
  • an electrical resistance at the end of the support body provided adapter means 38, for example Adapter flanges are connectable.
  • the adapter flanges 38 designed in the desired shape are connected to one another with the spring 39 made of resistance wire.
  • the resistance wire is wound with a small pitch in order to avoid the individual turns from resting against one another.
  • the spring thus produced is contacted with the adapter flanges.
  • the support body 34 formed by the spring is coated with an enamel or glass 35 by an application process, immersion process, spray process, by floating or the like. Mistake.
  • insulation bodies with a defined current flow or electrical resistance value can be produced.
  • the spring material used, the wire thickness, the spring diameter and the number of turns can determine the resistance value.
  • the electrical voltage difference occurring between the individual turns of the spring 39 can be kept relatively small, so that with a low enamel or. Glass pad 35 a good insulation effect can be achieved.
  • a coordination between the selected coating material (enamel, glass), resistance wire, flange material and size of the support body is possible.
  • the support body 34 forms a hollow cylinder with the adapter means 38, through which, for example, a contact pin can be inserted.
  • Figure 4 shows a voltage feedthrough 31, in which the support body 34 consists of a spiral spring 40 wound at short intervals in turns of resistance wire, which has an enamel or glass coating 35 and the ends of the spiral spring 40 are contacted on adapter means, for example adapter flanges 38 .
  • This version is particularly suitable if the diameter of the voltage feedthrough is to be increased if the electrical resistance of the voltage feedthrough via the spiral spring is to be increased and / or if the strength or stability of the voltage feedthrough or of the support body 34 is to be improved.
  • the turns of the resistance wire of the spring 39 or the spiral spring 40 are wound separately from one another at least at a small distance in order to avoid electrical bridges.
  • the ends of the resistance formed by the spring 39 or by the spiral spring 40 can be welded to the adapter means or contacted in some other suitable way.
  • the insulation property or the electrical resistance of the voltage bushing 31-33 is essentially determined by the structure of the support body, for example by the material of the support body, by the material of the support body spring or support body winding 39, 40, and the length and thickness of the spring wire , the winding diameter, the number of turns and the thickness of the glass or enamel layer 35. This results in the advantage for the voltage feedthrough the possibility of variably adapting the required stability and fine-tuning the overall resistance of the voltage feedthrough or a permissible current flow between the the parts to be connected.
  • FIG. 5 An embodiment of a voltage feedthrough 15 is shown in FIG. 5.
  • a support body 34 made of ceramic or plastic is inserted into a bore 13 of a first electrically conductive part 2.
  • a pin 11 is guided as a second electrically conductive part through the ring-shaped support body provided with a flange 41.
  • a coating 35 made of glass or enamel is applied to the electrically conductive part 2, which is used for the insulation and fastening of the contact pin 11 against the support body 34 on the one hand and for insulation and fastening the support body against the electrically conductive part 2 serves on the other hand.
  • the enamel or glass layer 35 is also provided between parts 11 and 34 or parts 2 and 34, 41.
  • a semiconducting coating 37 for example made of chromium oxide, can be applied to the glass or enamel layer 35 between the electrically conductive parts 2 and 11.
  • a stepped depression is provided in part 2, into which a support body 34 embedded in glass or enamel is inserted in the form of a tube.
  • the voltage guide 15 shown also has a contact pin 11 according to FIG. 1.
  • the voltage feedthrough 24 shown in FIG. 1 it is possible, e.g. to form the one adapter means 27 of the support body 25 directly as an electrode 21 or to contact it directly with an electrode. Furthermore, e.g. the second adapter means 28 directly with an electrical part, e.g. an electrical lead or a contact pin, connected as a voltage connection or ground connection.
  • an electrical part e.g. an electrical lead or a contact pin
  • the voltage bushings 6, indicated only schematically in FIG. 1, between the electrical parts 2 and 3 or between the electrodes 8 and 9 can e.g. consist of support body rings made of ceramic or plastic and have enamel or glass coatings at least on the inner ring surface and on the ring jacket (contact and connecting surfaces to parts 2, 3 and 8, 9 in regions 4 and 10).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

  • Aus der FR-A-1 465 858 ist eine Vakuumröhre mit einer vakuumdichten elektrischen Spannungsdurchführung bekannt, die ein erstes und ein zweites elektrisch leitendes Teil aufweist, die über eine Verbindungs-Isolation aus Email oder Glas miteinander in Verbindung stehen, wobei das erste elektrisch leitende Teil als Gehäuse der Vakuumröhre ausgebildet ist und eine Durchbrechung für einen Stützkörper der Verbindungsisolation aufweist und wobei der Stützkörper eine Email- oder Glasbeschichtung trägt und das zweite elektrisch leitende Teil aufnimmt.
  • Aus der DE-A-39 12 607 ist eine relativ dauerhafte, vakuumdichte Glas-Metall-Verbindung oder Metall-Metall-Verbindung mittels Glaslot bekannt, die sich für den Einsatz beim Zusammenbau von Glaslaserröhren eignet.
  • Aus der EP-A-0 048 510 ist eine Kathodenstrahlröhre bekannt, bei der Spannungsdurchführungen für elektrisch leitende Stifte vorgesehen sind, wobei die Stifte über Verbindungs-Isolationen durch Trägerplatten geführt und an den Trägerplatten gehalten sind, wobei ferner diese Isolationen aus Glasschmelzkörpern bestehen, die in Durchbrüchen der Trägerplatten eingebracht sind. Zur gegenseitigen Isolierung und Abstandshalterung von Elektroden sind ebenfalls isolierende, abdichtende Glasschmelzkörper bekannt.
  • Die europäische Patentanmeldung, Aktenzeichen Nr. 91105685.9, betrifft einen Röntgenbildverstärker, der beispielsweise bei Röntgeneinrichtungen eingesetzt wird, um aus einem Röntgenschattenbild ein sichtbares Bild zu erzeugen. Solche Röntgenbildverstärker besitzen ein annähernd zylinderförmiges Vakuumgefaß, an dessen einer Stirnseite ein Eingangsleuchtschirm und an dessen anderer Stirnseite ein Ausgangsleuchtschirm angeordnet ist. Im Inneren des Vakuumgefäßes sind Elektroden vorgesehen, die über Halterungselemente im Vakuumgefäß gehalten sind. Zum Fokussieren der beim Auftreffen von Röntgenstrahlung auf dem Eingangsleuchtschirm erzeugten Elektronen auf den Ausgangsleuchtschirm wird eine Spannung an die Elektroden angelegt, die diesen über Kontaktstifte zuführbar ist, welche vakuumdicht durch das Vakuumgefäß geführt sind. Es ist bekannt, die Elektroden über ein Isoliermaterial miteinander zu verbinden, so daß sich eine stabile Elektrodenanordnung im Vakuumgefäß ergibt.
  • Bei Röntgenbildverstärkern ist es bekannt, die Durchführung von Kontakt- oder Haltestiften durch ein Vakuumgefäß - falls der Kolben des Vakuumgefäßes aus Glas besteht - mit eingeschmolzenen Metallstiften, z.B. aus Vacon oder einem anderen mit Glas verbindbaren Material, herzustellen. Besteht aber das Vakuumgefäß aus Metall, so wird ein Bauelement in einen Durchbruch des Metallmantels des Vakuumgefäßes eingelötet oder eingeschweißt. Bekannte Bauelemente dieser Art bestehen aus einem Isolationskörper (z.B. aus Aluminiumoxyd Al2O3), in den ein Metallstift eingelötet ist, und einem an den Isolationskörper angesetzten Schweißflansch zur Verbindung mit dem Metallmantel. Solche Verbindungen sind durch die Löt- und Schweißstellen anfällig für Undichtigkeiten.
  • Um diese Nachteile der bekannten Löt- und Schweißverbindungen zu vermeiden, wird nach der europäischen Patentanmeldung Nr. 91105785.9 eine Verklebung durch Glas oder Email vorgesehen. Danach wird auf wenigstens einem elektrisch leitenden Teil eine Beschichtung aus Emaille bzw. Glas aufgebracht, wobei die Verklebung der elektrisch leitenden Teile durch Wärmezufuhr, sonach bedingtes Schmelzen und abschließendes Abkühlen der Beschichtung erfolgt. Nach diesem Vorschlag wird als Isolationstrennschicht Email oder Glas in einer Verklebung verwendet, um Verbindungen bzw. Durchführungen vakuumdicht und stabil auszubilden. Bei der Halterung eines an einer Spannung liegenden Kontaktstiftes in einem elektrisch leitenden Trägerbauteil mittels einer Email- oder Glasschmelze ergibt sich zwar gegenüber bekannten Keramikdurchführungen eine Verbesserung in der Vakuumdichtheit und in der mechanischen Stabilität, jedoch haben derartige Durchführungen mittels Email- oder Glasschmelzen Grenzen bei einer bestimmten Größe der zu verbindenden Teile und bei der Spannungsfestigkeit. Möchte man die durch Glas oder Email zu verklebenden Teile vergrößern, um die elektrische Spannungsfestigkeit zu erhöhen, so ergeben sich bei der Emaillierung bzw. bei der Verbindung mit Glas oder Glaslot Stabilitätsprobleme.
  • Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Spannungsdurchführung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine einfache Herstellbarkeit, hohe Stabilität, große Spannungsfestigkeit und relativ geringen Aufwand besonders auszeichnet und deren Isolationskörper mit definiertem Stromdurchfluß bzw. elektrischem Widerstandwert herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Spannungsdurchführung nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 14 angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Spannungsdurchführung ermöglicht die Verwendung eines je nach Größe und Form einfach und billig herstellbaren Stützkörpers z.B. aus Keramik, Kunststoff od.dgl. Dieses Isolierstück kann also aus relativ preiswertem Material bestehen und je nach Erfordernis ganz oder teilweise mit einem Überzug aus Email oder Glas versehen werden, so daß sich die gewünschte Vakuumdichtheit erreichen läßt. In vorteilhafter Weise stellen sich dadurch nur geringe Anforderungen an den Stütz- bzw. Grundkörper in bezug auf Porosität, Oberflächenbeschaffenheit und Vakuumdichtigkeit. Der Stützkörper soll lediglich emaillierfähig bzw. mit einem Glasüberzug zu versehen sein, soll für die Emaillierung (Emailbrand) bzw. Glasbeschichtung ausreichend temperaturbeständig sein und für die Aufgabe als Spannungsdurchführung die erforderliche Festigkeit aufweisen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung. Für entsprechende Teile werden in der Zeichnungsbeschreibung entsprechende Bezugsziffern verwendet.
    • Figur 1 zeigt einen Röntgenbildverstärker in prinzipieller Darstellung, bei dem erfindungsgemäße Spannungsdurchführungen vorgesehen sind,
    • Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannungsdurchführung, mit einem ringförmigen Stützkörper, der Adapterflansche trägt und zwischen den Adapterflanschen und durch seine Ringöffnung eine Beschichtung aus Email oder Glas aufweist,
    • Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Spannungsdurchführung, deren Stützkörper endseitig Adapterflansche aufweist, die durch eine Wendel aus Widerstandsdraht od.dgl. verbunden sind, wobei die Wendel zwischen den Adapterflanschen eine Email- oder Glasbeschichtung trägt,
    • Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Spannungsdurchführung, deren Stützkörper zwischen Adaptermitteln eine Spiralfeder aufweist,
    • Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Spannungsdurchführung, angeordnet in einem elektrisch leitenden Trägerteil, das eine Durchführung für ein elektrisch leitendes zweites Teil, z.B. für einen Stift, aufweist,
    • Figur 6 zeigt eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Isolierung 6 der elektrisch leitenden Teile 2, 3 bzw. 8, 9 gemäß Figur 1,
    • Figur 7 zeigt eine Spannungsisolation 33 mit Stützkörper 34 zwischen elektrisch leitenden Teilen 2, 3 sowie mit Adapterflanschen 38 und einer Halbleiterschicht 37 auf einer Email- oder Glasschicht 35,
    • Figur 8 zeigt eine Spannungsdurchführung 15 gemäß Figur 1, bei der der Stützkörper 34 aus einem rohrförmigen, in Email oder Glas eingebetteten Isolationskörper besteht.
  • In Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Röntgenbildverstärkers 1 gezeigt. Zur Orientierung würde sich links der Eingangs- und rechts der Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkes 1 anschließen. Das Gehäuse des Röntgenbildverstärkers 1 wird, wie in dieser Darstellung gezeigt, von einem ersten und einem zweiten elektrisch leitenden Teil 2, 3 gebildet, welche als Zylinder aus einem Blechstreifen geformt sind. Im Bereich 4 ist ein Ende 5 des ersten Gehäuseteiles 2 über eine erfindungsgemäße Spannungsdurchführung 6 mit dem einen Ende 7 des zweiten Gehäuseteiles 3 verbunden.
  • Im Röntgenbildverstärker 1 ist eine erste und eine zweite zylinderförmige Elektrode 8, 9 angeordnet, die in einem Bereich 10 über eine Spannungsisolation 6 miteinander verbunden sind.
  • Zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden 8, 9 ist ein elektrisch leitender Stift 11 bzw. 12 durch eine Durchführung 13 bzw. 14 in den Gehäuseteilen 2, 3 geführt, wobei in den Durchführungen 13, 14 eine erfindungsgemäße Spannungsdurchführung 15 bzw. 16 vorgesehen ist. Diese Stifte 11, 12 können zudem zur Halterung der Elektroden 8, 9 im Röntgenbildverstärker 1 dienen. Hierzu können auch weitere Stifte 17, 18 vorgesehen sein, die über weitere Spannungsdurchführungen 19, 20 mit den Elektroden 8, 9 und den Gehäuseteilen 2, 3 verbunden sind.
  • Der Röntgenbildverstärker 1 umfaßt schließlich eine weitere Elektrode 21 mit einem Anschluß 22 an eine Hochspannungsquelle und mit einem Erdungsanschluß 23, wobei zwischen dem Erdungsanschluß 23 und der Elektrode eine Spannungsdurchführung 24 vorgesehen ist, deren mit Email oder Glas beschichteter Stützkörper 25 eine Wicklung 26 aus Widerstandsdraht od.dgl. enthält und an den Widerstandsdraht angeschlossene Adaptermittel 27, 28 aufweist, die einerseits mit der Elektrode 21 kontaktiert bzw. andererseits mit dem Erdungsanschluß 23 elektrisch leitend verbunden sind. Die Elektrodenanschlüsse 22, 23 sind mittels Spannungsdurchführungen 29 bzw. 30 durch das zylindrische Gehäuseteil 3 isoliert und vakuumdicht nach außen geführt.
  • Bei der in Figur 2 im Schnitt dargestellten Spannungsdurchführung 33 besteht der Stützkörper 34 aus einem z.B. ringförmigen Isolationsstück aus Keramik oder Kunststoff. Um die Spannungsfestigkeit und gegebenenfalls Stabilität der Spannungsdurchführung zu erhöhen, kann der Stützkörper als lationsbauelement in der gewünschten oder benötigten Größe und Form ausgebildet sein. Durch einen vollständigen Überzug bzw. eine erforderliche, gegebenenfalls abschnittsweise Beschichtung 35 aus Email oder Glas wird die gewünschte Vakuumdichtigkeit des Isolationsteiles erreicht. Während bei Verklebungen gemäß der europäischen Patentanmeldung Nr. 91105785.9 die Emailtechnik bzw. der Glasüberzug für die Spannungsfestigkeit und die Stabilität der Verbindung Grenzen setzt und auch die Verwendung eines Emailrohres oder Glasrohres als Verbindungs-Isolation zweier elektrisch leitender Teile keine problemlose Lösung darstellen würde, kann durch den Einsatz des Stützkörpers 34 in der Verbindung mit dem Email- oder Glasüberzug 35 eine Lösung angegeben werden, die der gestellten Aufgabe vollauf gerecht wird.
  • Die Spannungsdurchführung 33 gemäß Figur 2 kann z.B. in eine Durchführung (z.B. Bohrung) 13, 14 eines ersten elektrisch leitenden Teiles 2 bzw. 3 eingesetzt und es kann durch die Ringöffnung 36 z.B. ein Stift 11, 12 als zweites elektrisch leitendes Teil geführt werden. Durch eine Glas- oder Email-Schmelzschicht 35 ist der Stift 11, 12 in die Ringöffnung 36 einschmelzbar, so daß sich nach anschließender Abkühlung eine starre Verbindung des Stiftes 11, 12 gegenüber dem Stützkörper 34 ergibt. Der Stützkörper 34 wiederum kann fest in die Durchführung 13, 14 eines tragenden Teiles 2 bzw. 3 durch eine Email- oder Glasschicht eingeschmolzen sein. Für die isolierende, vakuumdichte Anordnung zwischen den Teilen 2, 3 bzw. 11, 12 und dem Stützkörper 34 dient ebenfalls die Glas- oder Emailbeschichtung 35.
  • Bei Spannungsdurchführungen, auf die insbesondere Hochspannungen wirken, wird häufig ein bestimmter zulässiger Stromfluß über die Spannungsisolierung vorausgesetzt. Insbesondere bei vakuumdichten Hochspannungsdurchführungen ist oftmals keine 100%ige Isolation erwünscht, da eine völlige Isolation zu Aufladungen und Hochspannungsüberschlägen führen könnte.
  • Bei einer Ausführung der Erfindung gemäß Figur 7 ist deshalb vorgesehen, daß der Stützkörper 34 auf seiner Email- oder Glasbeschichtung 35 eine halbleitende Beschichtung 37, z.B. aus Chromoxid, aufweist, um durch die Beschichtung 37 eine gewisse Leitfähigkeit über die Isolation zwischen den Teilen 2, 3 zu erzielen.
  • Wie ebenfalls in Figur 2 schematisch gezeichnet ist, können in den Stützkörper 34 Adaptermittel 38, wie z.B. Adapterstifte, Adapterflansche, Adapterzungen od.dgl., eingesetzt, eingelassen, eingelötet, eingesintert, einemailliert oder mittels Glaslot eingeschmolzen sein.
  • Bei der Spannungsdurchführung 32 gemäß Figur 3 bildet im Stützkörper 34 eine Wicklung, Feder 39 od.dgl. aus elektrisch leitendem Material einen elektrischen Widerstand, an den endseitig des Stützkörpers vorgesehene Adaptermittel 38, z.B. Adapterflansche, anschließbar sind. Bei der Ausführungsform sind die in der gewünschten Form gestalteten Adapterflansche 38 mit der Feder 39 aus Widerstandsdraht miteinander verbunden. Der Widerstandsdraht ist mit einer geringen Steigung gewickelt, um ein Anliegen der einzelnen Windungen gegeneinander zu vermeiden. Die so hergestellte Feder wird mit den Adapterflanschen kontaktiert. Außerdem wird der von der Feder gebildete Stützkörper 34 mit einem Email- oder Glasüberzug 35 durch ein Auftragsverfahren, Tauchverfahren, Spritzverfahren, durch Schwemmen od.dgl. versehen. Aufgrund der in den Stützkörper eingelegten Feder ergibt sich ein Isolationsteil mit relativ großer Festigkeit einerseits, andererseits sind Isolationskörper mit definiertem Stromdurchfluß bzw. elektrischem Widerstandswert herstellbar. Dabei kann das verwendete Federmaterial, die Drahtstärke, der Federdurchmesser und die Windungszahl den Widerstandswert bestimmen. Die zwischen den einzelnen Windungen der Feder 39 auftretende elektrische Spannungsdifferenz kann relativ klein gehalten werden, so daß mit einer geringen Email-bzw. Glasauflage 35 eine gute Isolationswirkung erzielbar ist. Unter Berücksichtigung der Ausdehnungskoeffizienten des Beschichtungsmaterials und der gewünschten Leitfähigkeit der Spannungsdurchführung ist ohne weiteres eine Abstimmung zwischen gewähltem Beschichtungsmaterial (Email, Glas), Widerstandsdraht, Flanschmaterial und Baugröße des Stützkörpers möglich. Für die Spannungsdurchführung bildet der Stützkörper 34 mit den Adaptermitteln 38 einen Hohlzylinder, durch den z.B. ein Kontaktstift einbringbar ist.
  • Figur 4 zeigt eine Spannungsdurchführung 31, bei der der Stützkörper 34 von einer in geringen Abständen in Windungen gewickelten Spiralfeder 40 aus Widerstandsdraht besteht, die eine Email- oder Glasbeschichtung 35 aufweist und wobei die Enden der Spiralfeder 40 an Adaptermittel, z.B. Adapterflansche 38, kontaktiert sind. Diese Ausführung ist besonders dafür geeignet, wenn der Durchmesser der Spannungsdurchführung vergrößert werden soll, wenn der elektrische Widerstand der Spannungsdurchführung über die Spiralfeder erhöht werden soll und/oder wenn die Festigkeit oder Stabilität der Spannungsdurchführung bzw. des Stützkörpers 34 verbessert werden soll.
  • Bei den Ausführungen nach den Figuren 3 und 4 sind die Windungen des Widerstandsdrahtes der Feder 39 bzw. der Spiralfeder 40 wenigstens in geringem Abstand voneinander getrennt gewickelt, um elektrische Brücken zu vermeiden. Die Enden des von der Feder 39 bzw. von der Spiralfeder 40 gebildeten Widerstandes können mit den Adaptermitteln verschweißt oder auf sonst geeignete Art kontaktiert sein. Die Isolationseigenschaft bzw. der elektrische Widerstand der Spannungsdurchführung 31-33 wird durch den Aufbau des Stützkörpers wesentlich mitbestimmt, so durch das Material des Stützkörpers, durch das Material der Stützkörper-Feder bzw. Stützkörper-Wicklung 39, 40, die Länge und Stärke des Federdrahtes, den Wicklungsdurchmesser, die Zahl der Windungen und die Stärke der Glas- oder Emailschicht 35. Daraus ergibt sich als Vorteil für die Spannungsdurchführung die Möglichkeit zur variablen Anpassung der erforderlichen Stabilität und zur feinen Abstimmung des Gesamtwiderstandes der Spannungsdurchführung bzw. eines zulässigen Stromflusses zwischen den mit der Spannungsdurchführung zu verbindenden Teilen.
  • Eine Ausführung einer Spannungsdurchführung 15 ist in Figur 5 dargestellt. Dabei ist in eine Bohrung 13 eines ersten elektrisch leitenden Teils 2 ein Stützkörper 34 aus Keramik oder Kunststoff eingesetzt. Bei der Ausführung ist durch den ringförmig ausgebildeten und mit einem Flansch 41 versehenen Stützkörper als zweites elektrisch leitendes Teil ein Stift 11 geführt. Im Bereich der Bohrung 13 ist auf das elektrisch leitende Teil 2 eine Beschichtung 35 aus Glas oder Email aufgebracht, die zur Isolierung und Befestigung des Kontaktstiftes 11 gegen den Stützkörper 34 einerseits sowie zur Isolierung und Befestigung des Stützkörpers gegen das elektrisch leitende Teil 2 andererseits dient. Wie in der Figur 5 angedeutet, ist die Email- bzw. Glasschicht 35 ebenfalls zwischen den Teilen 11 und 34 bzw. den Teilen 2 und 34, 41 vorgesehen. Falls die Spannungsdurchführung 15 eine gewisse elektrische Leitfähigkeit erhalten soll, kann zwischen den elektrisch leitenden Teilen 2 und 11 auf die Glas- oder Emailschicht 35 eine halbleitende Beschichtung 37, z.B. aus Chromoxid, aufgebracht werden.
  • Bei der Ausführung nach Figur 8 ist in dem Teil 2 eine gestufte Senkung vorgesehen, in die ein in Email bzw. Glas eingebetteter Stützkörper 34 in Form eines Rohres eingesetzt ist. Die gezeigte Spannungsführung 15 weist ferner gemäß Figur 1 einen Kontaktstift 11 auf.
  • Bei der in Figur 1 eingezeichneten Spannungsdurchführung 24 ist es möglich, z.B. das eine Adaptermittel 27 des Stützkörpers 25 direkt als Elektrode 21 auszubilden oder direkt mit einer Elektrode zu kontaktieren. Des weiteren kann z.B. das zweite Adaptermittel 28 direkt mit einem elektrischen Teil, z.B. einer elektrischen Zuleitung oder einem Kontaktstift, als Spannungsanschluß bzw. Erdungsanschluß verbunden sein.
  • Die in Figur 1 lediglich schematisch angedeuteten Spannungsdurchführungen 6 zwischen den elektrischen Teilen 2 und 3 bzw. zwischen den Elektroden 8 und 9 können z.B. aus Stützkörperringen aus Keramik oder Kunststoff bestehen und wenigstens auf der Ringinnenfläche und am Ringmantel (Kontakt- und Verbindungsflächen zu den Teilen 2, 3 bzw. 8, 9 in den Bereichen 4 bzw. 10) Email- oder Glasbeschichtungen aufweisen.
  • Wegen des einfachen stabilen Aufbaues, der einfachen und kostengünstigen Herstellung sowie wegen der guten Anpaßbarkeit der Spannungsdurchführung an gewünschte Isolationswerte bzw. Widerstandswerte ist die Verwendung der Spannungsdurchführung gemäß den Patentansprüchen 1 bis 14 - mit ihrer Verbindungs-Isolation durch einen Stützkörper und einer Email- oder Glasbeschichtung - besonders vorteilhaft bei Vakuumröhren oder Röntgenbildverstärkern.

Claims (14)

  1. Vakuumröhre mit einer vakuumdichten elektrischen Spannungsdurchführung (6,15,16,19,20,24,29,30-33) aufweisend ein erstes und ein zweites elektrisch leitendes Teil (2,3,8,9,11, 12,17,18,21,22,23), die über eine Verbindungs-Isolation aus Email oder Glas miteinander in Verbindung stehen,
    wobei das erste elektrisch leitende Teil (2,8,11,17,21,22) als Gehäuse der Vakuumröhre ausgebildet ist und eine Durchbrechung für einen Stützkörper (34) der Verbindungs-Isolation aufweist und
    wobei der Stützkörper (34) eine Email- oder Glasbeschichtung (35) trägt und das zweite elektrisch leitende Teil (3,9,12,18,23) aufnimmt
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vakuumröhre als Röntgenbildverstärker ausgeführt und der Stützkörper mit einem Widerstandsmaterial zusätzlichen versehen ist.
  2. Vakuumröhre nach Anspruch 1,
    wobei der Stützkörper (34) vollständig mit einer Email- oder Glasschicht (35) überzogen ist.
  3. Vakuumröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    wobei der Stützkörper (34) aus einem emaillierfähigen, für einen Emailbrand oder Glasüberzug (35) temperaturbeständigen Material mit ausreichender mechanischer Festigkeit zur Verbindung elektrisch leitender Teile (2,3,8,9,11,12,17,18,21-23) besteht.
  4. Vakuumröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    wobei der Stützkörper (34) aus Keramik besteht.
  5. Vakuumröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    wobei der Stützkörper (34) aus Kunststoff besteht.
  6. Vakuumröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    wobei der Stützkörper (34) Adaptermittel (38), wie Adapterstifte, Adapterflansche, Adapterzungen oder dergleichen, aufweist.
  7. Vakuumröhre nach Anspruch 6,
    wobei das/die Adaptermittel (38) in den Stützkörper (34) eingesetzt, eingelassen, eingelötet, eingesintert, einemailliert oder mittels Glaslot eingeschmolzen ist/sind.
  8. Vakuumröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    wobei der Stützkörper (34) auf seiner Email- oder Glasbeschichtung (35) eine halbleitende Beschichtung (37) aufweist.
  9. Vakuumröhre nach Anspruch 8,
    wobei die halbleitende Beschichtung (37) aus Chromoxid besteht.
  10. Vakuumröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    wobei im Stützkörper (34) eine Wicklung, Feder (39,40) oder dergleichen aus elektrisch leitendem Material einen elektrischen Widerstand bildet, an den Adaptermittel (38) anschließbar sind.
  11. Vakuumröhre nach Anspruch 10,
    wobei der Stützkörper (34) aus einer Wicklung (39,40) aus elektrisch leitendem Material besteht, die zur Stabilität und Vakuumdichtigkeit eine Email- oder Glasbeschichtung (35) aufweist und wobei endseitig an der Wicklung Adaptermittel (38) vorgesehen sind.
  12. Vakuumröhre nach Anspruch 10 und 11,
    wobei die Wicklung (39,40) aus Widerstandsdraht besteht.
  13. Vakuumröhre nach Anspruch 10,
    wobei wenigstens ein Adaptermittel (27) als Elektrode (21) ausgebildet ist.
  14. Vakuumröhre nach Anspruch 10,
    wobei wenigstens ein Adaptermittel (28) als elektrisch leitender Stift (23) ausgebildet ist.
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