DE1068389B - - Google Patents
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/34—Travelling-wave tubes; Tubes in which a travelling wave is simulated at spaced gaps
- H01J25/36—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field
- H01J25/38—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field the forward travelling wave being utilised
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- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
- H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
- H01J23/26—Helical slow-wave structures; Adjustment therefor
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Wanderfeldwendelröhren, bei denen die Wendel in
einem langgestreckten Glaskolben angeordnet und durch mehrere parallel zur Wendel und um diese
herum angeordnete Haltestäbe gehaltert wird, die über einen wesentlichen Teil des Stabumfangs in Berührung
mit dem Glaskolben stehen. Die Erfindung will insbesondere Wanderfeldwendelröhren verfügbar
machen, die als Leistungsröhren bei sehr hohen Frequenzen betrieben werden können.
Bei Wanderfeldwendelröhren ist man bestrebt, die Ausgangsleistung, den Wirkungsgrad und die Verstärkung
möglichst günstig zu gestalten. Es ergeben sich dabei jedoch gegensätzliche Forderungen, welche
ihrerseits einen Kompromiß erforderlich machen. Für die Erzielung eines guten Wirkungsgrades soll die
Wendel einen möglichst kleinen inneren Durchmesser haben und aus sehr dünnem Draht bestehen, der eine
günstige Kopplung zwischen dem Elektronenstrahl und den elektromagnetischen Wellen zustande kommen
läßt. Demgegenüber erfordert eine große Ausgangsleistung eine kräftige Wendel, wobei die Wendellänge
klein gehalten werden soll. Letzteres ist wiederum für eine große Verstärkung nachteilig; denn
die Verstärkung ist um so basser, je länger die Wendel gehalten ist.
Es hat sich gezeigt, daß die Betriebswerte von Wanderfeldwendelröhren sehr wesentlich dadurch beeinträchtigt
werden, daß die Temperatur der Wendel und der die Wendel haltenden keramischen Stäbe
während des Betriebes ansteigt. Diese Temperatursteigerung hat neben der vorgesehenen konstanten
Dämpfung der Wendel eine zusätzliche Dämpfung zur Folge, welche sich auf Ausgangsleistung, Wirkungsgrad
und Verstärkung in nachteiliger Weise auswirkt.
Die Temperaturerhöhung der Wendel wird unter anderem vorwiegend auch durch die hochfrequente
Energie verursacht, welche entlang des wendeiförmigen Übertragungsweges fortschreitet. Die Temperaturerhöhung
ist in der Nähe des Ausgangsendes der Röhre besonders stark, da die hochfrequente Wendelspannung
und damit die hochfrequente Energie entlang der Wendel exponentiell anwächst. Von einem
bestimmten Punkt ab wird daher die Wendel als Übertragungsleitung der Energie zu klein; dies führt dann
zwangläufig zur Erhöhung der Wendeltemperatur bzw. zu erhöhten Widerstandsverlusten und erhöhter Dämpfung.
Die am Ausgang verfügbare hochfrequente Energie nimmt infolgedessen ab.
Die Erfindung will dieser Erscheinung Rechnung tragen und lehnt sich dazu an eine bereits vorgeschlagene
Ausführung für eine Wanderfeldwendelröhre an, bei der die Drahtwendel in einem langgestreckten
Glaskolben angeordnet und durch drei um 120° ver-Verfahren zur Herstellung
von Wanderfeldwendelröhren
von Wanderfeldwendelröhren
Anmelder:
Western Electric Company, Incorporated, New York, N.Y. (V.St.A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21
Beanspruchte Priorität:
!5 V. St. v. Amerika vom 21. Oktober 1953
Joseph Peter Laicot Springfield, Ν. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
setzte, parallel zur Wendel angeordnete Haltestäbe gehaltert wird, die über einen wesentlichen Teil des
Stabumfangs in Berührung mit dem Glaskolben stehen. Der Glaskolben weist dabei einen im wesentlichen
dreieckigen Innenquerschnitt auf, in dessen Ecken die Haltestäbe liegen. Ein solcher Aufbau wurde nach
dem erwähnten Vorschlag vor allem zu dem Zweck gewählt, die Drahtwendel und die sie tragenden Stäbe
in dem Glaskolben eindeutig festzulegen.
DieErfindung macht sich diese Aufbauform zunutze. Sie bezweckt, die obenerwähnte Temperaturerhöhung
der Wendel ganz erheblich zu verringern und dadurch die durch die Temperaturerhöhung verursachten
Dämpfungsverluste zu begrenzen.
Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens besteht darin, daß die Wendel mit den
sie halternden Haltestäben in einem Glaskolben von kreisförmigem Querschnitt angeordnet wird, dessen
Innendurchmesser annähernd dem Durchmesser des der Wendel-Haltestab-Anordnung umbeschriebenen
Kreises entspricht, daß dann außerhalb des Glaskolbens ein wärmereflektierender Metallzylinder längs
jenes Abschnittes des Glaskolbens angebracht wird, der zwecks Berührung mit den Haltestäben über einen
wesentlichen Teil des Stabumfangs zusammengedrückt werden muß, und daß hierauf nach Evakuierung des
Glaskolbens ein Strom durch die Wendel geschickt wird, dessen Stärke so bemessen ist, daß der im Bereich
des wärmereflektierenden Metallzylinders bis zur Erweichungstemperatur erhitzte Glaskolben durch den
äußeren Atmosphärendruck in dem gewünschten Maße
909 647/326
zusammengedrückt wird, ohne daß er bis auf die Wendel zusammenfällt. Bei diesem Herstellungsverfahren
besteht die Gefahr, daß zwischen dem Glaskolben und den Haltestäben eine großflächige und innige Berührung
zustande kommt, welche eine entsprechend wirksame und günstige Wärmeableitung zur Folge hat. Die
nachteilige und unerwünschte Temperatursteigerung der Wendel und der Haltestäbe wird dadurch vermieden
oder wenigstens weitgehend herabgesetzt, ohne daß die Übertragungseigenschaften der Wendelleitung
nachteilig beeinflußt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Fertigungsweise wirkt sich auch der Umstand vorteilhaft aus, daß die Temperaturdifferenz
zwischen den unterschiedlich stark erwärmten Teilen des Glaskolben verhältnismäßig
klein ist, so daß unzulässige thermische Spannungen im Glaskolben nicht auftreten können.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren bietet gleichzeitig die Möglichkeit, eine besonders wirkungsvolle
und genaue Entgasung der Wendel durchzuführen. Bisher wurde die Entgasung zumeist in der
Weise vorgenommen, daß man die Wendel durch induktive Ankopplung an einen Hochfrequenzgenerator
erwärmte. Diese Verfahrensart war jedoch sehr umständlich; im übrigen bestand dabei auch keine
ausreichende Möglichkeit für eine Steuerung, so daß man mit großem Ausschuß rechnen mußte. Demgegenüber
wird in Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes vorgeschlagen, daß nach Entfernung des
wärmereflektierenden Zylinders durch die Wendel ein Strom geschickt wird, der so bemessen ist, daß eine
Entgasung der Wendel stattfindet. Es besteht dabei die Möglichkeit, durch Steuerung dieses die Wendel
durchfließenden Stroms die Erwärmung genau zu regeln, so daß Beschädigungen der Wendel und der
Röhre während des Entgasungsvorganges zuverlässig verhindert werden können. Der die Wendel durchfließende
Strom wird zweckmäßig innerhalb des Glaskolbens über einen Schmelzdraht zu der Auf fangelektrode
der Röhre geleitet. Es besteht dabei die Möglichkeit, diesen Strom für die Zerstörung des Schmelzdrahtes,
also für die galvanische Trennung der Wendel von der Auffangelektrode zu benutzen, indem nach
Entfernung des wärmereflektierenden Zylinders ein Strom so großer Stärke durch die Wendel geschickt
wird, daß der Schmelzdraht durchbrennt.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung noch näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt die Außenansicht einer Wanderfeldwendelröhre, bei welcher ein Teil des Glaskolbens auf
die Wendelhaltestäbe zusammengedrückt ist;
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Röhre der Fig. 1 (vor der Zerstörung des Schmelzdrahtes);
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Röhre nach Linie 3-3 der Fig. 1 ;
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Schaltung und Einrichtungen, die beim erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahren benutzt werden;
Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das auffangelektrodenseitige Ende der Röhre mit dem
Schmelzdraht, der die Wendel und die Auffangelektrode verbindet.
Die Wanderfeldwendelröhre nach Fig. 1 und 2 besteht aus einem Elektronenstrahlerzeugungssystem 10,
einem Auffangelektrodenteil 11 und einem langgestreckten Glaskolben 12, der die von drei Haltestäben
14 gehaltene Wendel 15 umschließt. Die Haltestäbe können aus einem keramischen Material, z. B. Steatit,
bestehen und haben bei einem speziellen Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 1,5 mm. Die aus Mo-
lybdändraht von 0,127 mm Durchmesser bestehende Wendel hat einen inneren Durchmesser von 1,29 mm
und ist mit einer Steigung von 31,5 Windungen je cm gewickelt. Die Länge der Wendel beträgt 13,65 cm.
Im Abschnitt 13 ist der Glaskolben 12 zusammengedrückt, so daß er im wesentlichen eine dreieckige Querschnittsform annimmt und eng an den Haltestäben 14 anliegt, wodurch ein guter Wärmekontakt besteht (Fig. 3). Die Länge des Abschnitts 13 kann
Im Abschnitt 13 ist der Glaskolben 12 zusammengedrückt, so daß er im wesentlichen eine dreieckige Querschnittsform annimmt und eng an den Haltestäben 14 anliegt, wodurch ein guter Wärmekontakt besteht (Fig. 3). Die Länge des Abschnitts 13 kann
ίο schwanken; sie soll vorzugsweise etwa ein Drittel der Gesamtlänge der Wendel einnehmen. Obwohl der
Glaskolben 12 praktisch auf der ganzen Länge auf die Stäbe 14 gedrückt werden könnte, so ist dies nicht
notwendig, da die hochfrequente Energie am Eingangsende der Röhre noch so klein ist, daß sie durch
die Wendel übertragen werden kann, ohne daß eine Erwärmung der Wendel durch die hochfrequente
Energie auftritt. Im übrigen wird die Herstellung der Röhren erleichtert und die Ausschußmenge verringert,
wenn der zusammengedrückte Abschnitt die kleinste Länge hat, die mit der erzielbaren verbesserten Arbeitsweise
der Röhre vereinbar ist.
Nach Fig. 3 ist der Querschnitt des Glaskolbens im Abschnitt 13 dreieckig, so daß der Glaskolben längs
einer ziemlich großen Fläche in engem und gutem Wärmekontakt mit den Haltestäben 14 steht. Diese
Fläche kann etwa ein Drittel oder mehr des Umfanges der Haltestäbe einnehmen.
Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 10 kann jede beliebige Form haben. Jedoch empfiehlt es sich, einen
Gleichstrom weg von der Wendel 15 über das System 10 zu einem der Anschlußstifte 17 im Sockel vorzusehen.
Nach Fig. 2 besteht dieses System aus einer Kathode 25 und mehreren Elektroden 18, die an den
Haltestiften 22 befestigt sind, weiche durch Öffnungen im Isolierring 21 führen.
Der Auffangelektrodenteil 11 ist am besten aus Fig. 5 zu erkennen. Die Auffangelektrode ist mit 27
bezeichnet. Ein Isolierring 26 liegt zwischen der Auffangelektrode 27 und einem Tragezylinder 28, der an
den inneren, einwärts weisenden Flächen der Haltestäbe 14 befestigt ist. Zwischen der Auf fangelektrode
27 und dem Zylinder 28 liegt anfänglich ein Schmelzdraht 30, über den die Wendel leitend mit der Auffangelektrode
verbunden ist. Es besteht somit, wie schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, zunächst ein
Gleichstromweg durch die Röhre, welcher von einem der Anechlußstifte 17 über einen Leiter 31, den Zylinder
24, die Wendel 15, den Zylinder 28 und den Schmelzdraht 30 zu der Auffangelektrode 27 führt.
Um einen Teil des Glaskolbens 12 auf die Wendelhaltestäbe 14 zusammenzudrücken und dadurch einen
Leistungsbetrieb der Wanderfeldröhre bei sehr hohen Frequenzen möglich zu machen, wird nach Evakuierung
der Röhre (z. B. mittels einer Vakuumpumpe 36, die durch einen Gummischlauch 37 mit der Auffangelektrode
27 verbunden ist) ein Strom durch den erwähnten Gleichstromweg geschickt, der gemäß Fig. 4
durch einen Leiter 32, einen Schalter 33 und eine Spannungsquelle 39 vervollständigt ist. Die durch
diesen Strom in der Wendel 15 erzeugte Wärme reicht aus, um das Glas des Kolbens 12 stark zu erhitzen;
die Erhitzung ist jedoch nicht so stark, daß das Glas infolge des Unterdruckes wunschgemäß zusammengedrückt
wird. Um dies zu erreichen, ist um den Kolben ein wärmereflektierender Zylinder 40 mit einer
spiegelnden Innenfläche gelegt, und zwar an der Stelle, wo das Glas auf die Haltestäbe zusammengedrückt
werden soll. Die durch den Zylinder 40 zum Glas reflektierte Wärme reicht für die Temperaturerhöhung
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Wanderfeldwendelröhren, bei denen die Wendel in einem
langgestreckten Glaskolben angeordnet und durch mehrere parallel zur Wendel und um diese herum
angeordnete Haltestäbe gehaltert wird, die über einen wesentlichen Teil des Stabumfangs in Berührung
mit dem Glaskolben stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel mit den sie halternden
Haltestäben in einem Glaskolben von kreisförmigem Querschnitt angeordnet wird, dessen
Innendurchmesser annähernd dem Durchmesser des der Wendel-Haltestab-Anordnung umbeschriebenen
Kreises entspricht, daß dann außerhalb des Glaskolbens ein wärmereflektierender Metallzylinder
längs jenes Abschnitts des Glaskolbens angebracht wird, der zwecks Berührung mit den Haltestäben
über einen wesentlichen Teil des Stabumfangs zusammengedrückt werden muß, und daß
hierauf nach Evakuierung des Glaskolbens ein Strom durch die Wendel geschickt wird, dessen
Stärke so bemessen ist, daß der im Bereich des wärmereflektierenden Metallzylinders bis zur Erweichungstemperatur
erhitzte Glaskolben durch den äußeren Atmosphärendruck in dem gewünschten Maße zusammengedrückt wird, ohne daß er
bis auf die Wendel zusammenfällt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Entfernung des wärmereflektierenden
Zylinders durch die Wendel ein Strom geschickt wird, der so bemessen ist, daß eine Entgasung
der Wendel stattfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der die Wendel durchfließende Strom innerhalb des
Glaskolbens über einen Schmelzdraht zu der Auffangelektrode der Röhre fließt, dadurch gekennzeichnet,
daß nach Entfernung des wärmereflektierenden Zylinders ein Strom solcher Stärke durch
die Wendel geschickt wird, daß der Schmelzdraht durchbrennt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 832 781.
Deutsche Patentschrift Nr. 832 781.
In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 931 614.
Deutsches Patent Nr. 931 614.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
® 909 647/326 10.
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- BE BE532397D patent/BE532397A/xx unknown
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