Elektronenröhre Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektro nenröhre, insbesondere eine Hochleistungselektronen- röhre.
Bei den meisten Hoc'hleistungselaktronenröhren bildet die Anode einen Teil des luftleeren Röhrenkol bens. Die anderen Elektroden werden in. sowohl be züglich ihrer Montage als ihrer elektrischen An schlüsse zweckmässigerwelse an koaxialen hülsenför- migen Metallgliedern befestigt, von denen das jeweils innere Metallglied über das Ende des benachbarten umgebenden Metallgliedes hervorragt und an einem Metallteil des Röhrenkolbens befestigt ist.
Diese me tallenen Kolbenteile sind voneinander durch aus Glas oder Keramik hergestellte Kolbenteile getrennt, die verschiedene Durchmesser besitzen und zylinderför mig oder, falls sie aus Glas bestehen, auch bauchig geformt sein können.
Die elektrischen Anschlüsse werden bei Röhren dieser Art meist mittels Ringen hergestellt, welche federnde fingerartige Fortsätze aufweisen, die die ent sprechenden Metallteile des Kolbens fassen. Diese Kolbenteile können massive Metallzylinder oder ge drückte Blechteile sein. Auf jeden Fall muss der mit dem Glas- oder Keramikteil luftdicht zu verbindende Metallteil aus einer der besonderen Legierungen her gestellt sein, deren Ausdehnungseigenschaften jenen des verwendeten Glases bzw. keramischen Materials entsprechen.
Es treten bei diesen Vorkehrungen be züglich der Zuführung der starken Hochfrequenz- und Gleichströme oder der niederfrequenten Heiz- ströme über den Kolben nach den Elektroden ver schiedene Schwierigkeiten auf. Gleichzeitig kann es auch nötig sein, dass diese Anschlüsse auch einen Teil der Kühlung der betreffenden Elektroden und der Metall-Glas-Verbindung des Kolbens übernehmen müssen.
Aus diesem Grunde wäre es vorteilhaft, wenn für die elektrischen Verbindungen mit den äusseren Stromkreisen verhältnismässig massive Kupfer-Ho'hl- zylinderringe verwendet würden. Diese Massnahme bringt aber infolge der verschiedenen Ausdehnung der Kupferringe und der mit den Glas- oder Keramik teilen verbundenen Legierungsteile verschiedene Schwierigkeiten mit sich, die übrigens auch in Ver bindung mit den inneren Elektroden-Montageringen auftreten können.
Es zeigt sich somit, dass eine Ge fahr des Defektwerdens nicht nur für die Metall- Glas- bzw. Metall-Keramik-Verbindungen, sondern auch für die Metall-Metall-Verbindungen besteht.
Mit vorliegender Erfindung wird die Schaffung einer Hochleistungselektronenröhre bezweckt, bei der einerseits die genannten Schwierigkeiten wegfallen und anderseits ein robuster Aufbau und eine leichte und daher billige Herstellung möglich ist.
Die erfindungsgemässe Elektronenröhre ist da durch gekennzeichnet, dass der Röhrenkolben min destens zwei zylindrische, aus Glas oder Keramik bestehende Teile von verschiedenem Durchmesser aufweist, die durch eine verjüngte, Metallhülse, die mit beiden Teilen hermetisch verbunden ist, mitei- ander verbunden sind, und ferner durch ein inneres und ein äusseres Elektrodenanschfusslied,
von denen jedes eine kreisrunde Randpartie aufweist, die mit der entsprechenden verjüngten innern bzw. äussern Oberfläche der Metallhülse in Eingriff steht und an ihr befestigt ist.
Auf diese Weise bilden die inneren und äusseren Elektrodenanschlussteile eine nachgiebige Verbin dung, um die das Metall der Hülse und die benach barten gläsernen Teile schwenken können und damit die von der Ausdehnung herrührenden Spannungen beseitigen. Gleichzeitig können die Elektroden anschlussglieder hinreichend massiv ausgeführt wer den, um eine gute elektrische und thermische Leit fähigkeit zu gewährleisten.
Ferner können beträcht liche Toleranzen in den entsprechenden Dimensionen des äusseren Ringes, der Metallhülse und -der inneren Hülse zugelassen werden, da die axiale Lage der ringförmigen Kontaktsteile der Elektrodenanschluss- glieder auf der Metallhülse nicht sehr kritisch ist.
Eine Mehrelektroden-Entladungsröhre und ihr Elektrodentragsystem kann beispielsweise in der Weise ausgebildet werden, dass eine Anzahl solcher Metallhülsen, die unter sich durch Glas- oder Ke ramikteile verbunden sind, verwendet werden, die an einem Ende in einer ähnlichen Metallhülse enden, die an der Anode befestigt ist, und am anderen Ende in einem Glasrohrtef, der eine Metallschutzkappe aufweist, die am äusseren Absch,
l'ussring befestigt ist.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Kolben und die Elektrodenmontageglieder einer Elektronen röhre und die Fia. 2 eine Variante zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
Die Röhre nach Fig. 1 ist eine für industrielle Hochfrequenzheizung bestimmte Triode mit einer Anodenverlustleistung von 20 Kilowatt. Die Anode 1 ist üblicherweise mit einem nicht gezeigten Kühlrip- penradiator für Gebläsakühlung versehen und umgibt ein Gitter und eine Kathode, deren Lage durch die strichpunktierten Linien 2 und 3 angedeutet ist.
Die Kathode 3 besteht aus einer Anzahl zwischen den Heizdrahtringen 4 und 5 verlaufenden Heizdrähten. Der Ring 4 ist mit einem zentralen Heizstromleiter in Form eines Metallrohres 6 verbunden, und zwar über einen einen Teil des Leiters 6 bildenden Flunsch 7 und eine Anzahl Streifen 8,
die vom Flansch radial nach dem Ring 4 verlaufen und eine durch die thermische Ausdehnung bedingte axiale Verschiebung zwischen den Heizdrähten und dem Heizstromleiter 6 ermöb liehen. Der radialen Ausdehnung dieser Aufhängung wird durch eine in den Streifen 8 vorgesehene U-för- mige Schleife 9 Rechnung getragen.
Diese Art einer Heizdraht-Kathode ist in dem schweizerischen Patent Nr. 352411 ausführlich beschrieben. Ein ringförmiges becherartiges Glied 10, das auf der Innenseite des Ringes 4 gegen die Streifen 8 drückt, bildet eine zu- sätzliche Abstützung. Am anderen Ende. der Ka thode befindet sich der Ring 5, der an einem wei teren ringförmigen, becherartigen Glied 11 befestigt ist.
Die Kathode sitzt auf einem Paar koaxialen Me- tallhülsen 12 und 13, von denen die Hülse 13 ein ringförmiges Glied 14 trägt, das auf der Innenseite des Gliedes 11 an dessen Ende befestigt ist.
Die Drähte des Steuergitters verlaufen zwischen zwei Ringen 15 und 16 und bilden ein selbsttragen- des Gitternetz, das, wie dies durch die strichpunk tierte Linie 17 angedeutet ist, über das Ende der Kathode hinweggeführt ist, um die Anoden-Kathoden- Kapazität zu vermindern. Der Gitterring 16 ist an einer dünnwandigen Hülse 18 befestigt, die, wie dies bei 19 gezeigt ist, an einer dickwandigen Kupferhülse 20 angenietet ist, wobei die Hülsen 18 und 20 die Hülsen 12 und 13 koaxial umgeben.
Die Anode 1 besteht aus einem relativ dickwan digen Kupferzylinder, der am unteren Ende durch eine Kupferscheibe 21 abgeschlossen ist und einen dünnwandigen Abschnitt 22 an seinem anderen Ende aufweist. Am oberen Ende= des dicken Anodenteils ist ein Anschlussring 23 befestigt, während auf der Aussenseite des dünnwandfigen Anodenteils eine Me tallhülse 24 angebracht ist, die aus einem Material besteht,
welches sich für eine innige Verbindung die ser Hülse mit Glas oder einem keramischen Material eignet. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind -die hermetischen Verbindungen zwischen d'em Metall und der Isolierhülse 26 als Verschmelzungen @darge- stellt, bei denen dier Isolierteil das Metall beidseitig überlappt, wie dies für Glas besonders geeignet ist.
Bei keramischem Material wird eine solche überlap- pung nicht verwendet, da sich in diesem Falle eine der bekannten Verbindungsarten, bei denen eine Hart lötung des Metalles an den keramischen Stoff ange wendet werden kann, besser eignet.
Vorgängig dem Hartlöten oder Schweissen wird die Metallhülse 24 mittels einer Abstufung 25 im Anodenteil 22 auf der Anode gehalten. Die Hülse 24 ist nach oben hin ausgeweitet und an der -den gröss ten Durchmesser aufweisenden Stelle mit dem Glas teil 26 innig verbunden, der den dickwandigen Teil 20 der Gittertraghülse umgibt.
Am anderen Ende ist der Glasteil 26 mit einer anderen Metallhülse 27 ver- schmofzen, deren Durchmesser nach oben hin ab nimmt und deren oberes Ende mit einem weiteren Glasteil 28 verschmolzen ist.
Im gezeigten Beispiel besteht die Hülse 27 aus den Teilen 29 und 30, welche Aufteilung den Zusammenbau der Röhre aus zwei Einheiten ermöglicht, von denen die im Teil 29 endigende Einheit die Anode und den Glasteil 26 und die im Teil 30 endigende Einheit die übrigen Elektroden und deren Verbindungsglieder aufweist. Die beiden Röhrenteile können dann zusammenge fügt und durch Herstellen einer innigen Verbindung zwischen den Teilen 29 und 30 vakuumdicht miteinan der verbunden werden.
Die Hülse 27 könnte aber auch aus nur einem Stück gefertigt sein, in welchem Falle der Zusammenbau der beiden Röhrenteile durch das Verschmelzen des Glasteiles 26 mit den Metallhülsen 24 und 27 zu erfolgen hätte.
Der relativ scharf verlaufende kreisrunde Rand des oberen Endes der Gittermontagehülse 20 steht in gutem Eingriff mit dem Hülsenteil 30 und ist mit diesem durch Hartlötung verbunden. Auf der Aussen seite dieses Teiles und ungefähr in gleicher Höhe mit der soeben genannten Verbindungsstelle ist die innere Kante eines Kupferringes 31 mit diesem Hülsenteil durch Hartlötung verbunden. Wie oben erwähnt wor den ist, bilden die Elektrodenverbindungen mit der Hülse eine nachgiebige Verbindung,
um welche der übrige Teil der Hülse und die mit ihr verschmolzenen Glas- oder Keramikteile schwenken können. Gleich zeitig kann aber ein verhältnismässig massiver Aussen ring und, wie im vorliegenden Beisspiel, auch eine massive innere Hülse verwendet werden, welche die Verlustwärme des Gitters abzuleiten vermögen und aus Metallen bestehen, deren Ausdehnungskoeffizienten erheblich von der für die Verschmelzungsstellen vor gesehenen Legierung verschieden ist, ohne dass dabei die Gefahr irgendeines Defektes an den genannten Verschmelzungsstellen besteht.
Ausserdem ist ersicht lich, dass erhebliche Toleranzen in den Dimensionen der zusammenwirkenden Teile zulässig sind und die Metallhülse als einfacher gedrückter Blechteil aus geführt werden kann.
Am oberen Ende des Glasteiles 28 ist eine wei tere Metallhülse 32 angeschmolzen. In gleicher Weise, wie unmittelbar vorangehend beschrieben, sind das Rohr 13, das mit der Kathode verbunden ist, und ein äusserer Anschlussring 33 mit der inneren bzw. der äusseren Oberfläche der Metallhülso durch Harfötung verbunden.
Die Metallhülse 32 ist ferner mit einem weiteren Glasteil 34 verschmolzen, der eine weitere aus einer Legierung bestehende Hülse 35 trägt, die in gleicher Weise wie die Hülse 27 und 32 innen mit dem den Kathodenheizstromleiter 6 tragenden Rohr und aussen mit einem zylindrischen Ring 36 durch Hartlötung verbunden ist.
Der Kolben ist oben durch einen Entlüftungs- stutzen 37, der mit der Metallhülsa 35 verschmolzen ist, abgeschlossen, wobei de.r Stutzen 37 durch eine am Ring 36 befestigte Schutzkappe 38 geschützt ist.
Wie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, nehmen die inneren und äusseren Elektrodenanschlussglieder auf den Metallhülsen nicht die gleiche relative Stellung ein. Dies ist bei der vorliegenden Röhre auch nicht nötig, da, wie bereits erwähnt worden ist, beträcht liche Toleranzen zulässig sind, so dass bei dieser Kon struktion sogar Glieder verwendet werden können, die für andere Röhrenarten entwickelt worden sind.
Bei der Röhre nach Fig. 1 sind die Anode 1 und der Anodenschlüssring 23 so ausgebildet, dass sie mit einem Wärmeabstrahler verwendet werden können, der als separate Vorrichtung hergestellt und auf die fer tige Röhre aufgesetzt wird. Bei der Variante nach Fig. 2 besitzt die Anode 39 einen gleichen Anoden körper wie die Anode 1. An Stelle des Ringes 23 ist jedoch ein Flansch 40 vorgesehen. Als Kühlrippen dienen konische Scheiben 41, von denen nur eine ge zeigt ist und die auf der Anode aufgezogen sind.