DE2758706A1

DE2758706A1 - Mikrowellen-magnetron und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2758706A1
Application number: DE19772758706
Authority: DE
Inventors: John Joseph Mckinnon
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1977-01-03
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1978-07-13
Also published as: US4109179A; GB1553803A; JPS5385150A; CA1088670A

Description

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München, den 28. Dezember 1977 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 188

Raytheon Company, 1^1 Spring Street, Lexington,.Mass. 02173 Vereinigte Staaten von Amerika

Mikrowellen-Magnetron und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf Mikrowellen-Magnetrons mit einem Anodenzylinder und einer Reihe von Anodenstegen, die sich von der Innenoberflache des Anodenzylinders nach innen erstrecken, und auf Verfahren zu ihrer Herstellung.

Um bei derartigen Magnetrons die Anodenstege ringsum im Inneren eines Anodenzylinders mit Abstand voneinander anzuordnen, ist es bei der Herstellung üblich, an der inneren Oberfläche der Anodenzylinder Längsnuten anzubringen, um die Stege zu plazieren und in einer Einspannvorrichtung festzuhalten, während sie mit

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dem Anodenzylinder verlötet werden. Eine derartige Herstellungsweise erfordert einen relativ dickwandigen Anodenzylinder, um die Nuten ausbilden zu können, und relativ kostspielige Lötverfahren, um sicherzustellen, daß die Anodenteile den Anodenzylinder fest berühren und an den Stoßstellen von Anodenstegen und Anodenzylinder für Lötübergänge sorgen. Derartige elektrische Kontakte sind besonders wichtig für Magnetronanordnungen, da starke Schwingströme die Stoßstellen zwischen den Stegen und dem Anodenzylinder mit den vom Magnetron erzeugten Mikrowellenfrequenzen durchfließen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Magnetron mit einer Anodenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Stege in DUhrung mit der Innenoberfläche eines glatt gebohrten Anodenzylinders gestaltet sind, dessen Wandstärke wesentlich kleiner sein kann als die bisheriger Anodenzylinder.

Dies wird gomüß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Anodenzylinder mehrere Halteringeaufweist, die in Ausnehmungen der Anodenstege eingreifen und diese gegen die Innenoberfläche des Anodenzylinders drücken.

Das Verfahren zur Herstellung derartiger Magnetrons ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenstege Jeweils mit einem Ende an der Innenoberfläche des Anodenzylinders gelagert und dann durüh Eindrücken von Halteringen in Ausnelunungen der Anodenstege in der eingenommenen Lage festgeklemmt werden und daß die so gebildete Anode durch Einbringen einer Elektronenquelle in den durch die innen liegenden Enden der Anodensiege gebildeten Raum ergänzt wird.

Die Haiterinfp können dabei als zum Anodenzylinder konzentrische Ringe mit einem etwas geringeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Anodenzylinders ausgebildet sein, die dann durch Einpressen in Ausnelimungen an den oberen und unteren Kanten der Stege gegenüber dem Anodenzylinder verformt werden und den nötigen

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Anpreßdruck erzeugen. Dies kann insbesondere durch Schrägen der Ausnehmungen bewirkt werden, die sich von der Zylinderoberfläche weg in die Stege hineinerstrecken, so daß ein Druck auf die Halteringe einen radial nach außen gerichteten Druck der Halteringe auf die Stege bewirkt und diese an die Zylinderoberfläche anpreßt.

Von Vorteil ist es weiter, wenn die innen liegenden Enden der Anodenstege durch die Anodenstege abwechselnd miteinander verbindende leitende Bügel fixiert werden. Auch hierbei können die Bügel in Ausnehmungen der Stege zur Erzeugung eines leichten Preßsitzes eingepreßt werden. Dies hat den Vorteil, daß sich die innen liegenden Enden der Stege während des Anlötens der Stege an den Anodenzylinder nicht bewegen können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch ein Magnetron gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Ansicht eines Anodensteges in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 eine Ansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1 in Pfeilrichtung und

Fig. 4 einen durch die Linie 4-4 in Fig. 1 gekennzeichneten Ausschnitt, jeweils in vergrößerter Darstellung zur Erläuterung der Halteringstruktur.

Das in den Figuren gezeigte Hagnetron weist einen Anodenzylinder 12 mit einer Reihe von sich nach innen erstreckenden Stegen auf, deren innen liegenden Enden in an sich bekannter Weise abwechselnd Über Koppelleiter 16 miteinander verbunden sind und

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deren außen liegenden Enden durch eine Vorrichtung aus Ringen 20, die nachfolgend noch beschrieben wird, an der inneren Oberfläche des Zylinders 12 festgehalten werden.

In dem von den innen gelegenen Enden der Stege 14 gebildeten Raum ist eine Kathode 18 angeordnet, z.B. in Form einesspiralförmig gewickelten, direkt geheizten Glühdrahtes aus thoriertem Wolfram, der am oberen und unteren Ende mit Abschlußschirmen 22 und 24 verbunden ist. Der obere Abschlußschirm 22 ist mit einem zentralen Trägerstab 26 aus Metall und der untere Abschlußschirm mit einem Metallzylinder 28 verbunden. Der Zylinder 28 und der Stab 26 sind je mit einem Zuleitungsring 30 bzw. 32 aus Metall verbunden, wobei beide Zuleitungsringe voneinander durch einen Isolierring 34, z.B. aus keramischem Material, getrennt fest zusammenhängen. Der Zuleitungsring ist des weiteren über einen hochspannungsfesten Isolationszylindor 36, der den Zylinder 20 umgibt, mit einem Metallring 30 fest verbunden, der wiederum mit einem unteren magnetischen

ist
Polschuh 4C fest verbunden^ Dieser Polschuh ist schließlich am Anodenzylinder luftdicht abschließend befestigt und weist eine Öffnung auf, durch die die Kathodenanordnung 18 im Wechselwirkungsraum an den innen liegenden Enden der Stege 14 gehalten wird. Ein oberer Polschuh 42 dichtet das obere Ende des Anodenzylinders 12 ab.

Eine Auskopplungsanordnung 44 schließt sich oberhalb des Polschuhes 42 an und umfaßt einen Metallzylinder 46, der am unteren Ende mit dem Polschuh 42 und am oberen Ende mit einem ein Auslaßfenster für die Mikrowellen bildenden Zylinder 48 dicht verbunden ist. Eine Antennenschleife 50 ist mit der oberen Kante eines Steges 14 verbunden und erstreckt sich durch eine öffnung 52 im Polschuh 42 und den Zylinder 46 sowie den Auslaßzylinder 48 bis zu einem Röhrenkopf 56 aus Metall, durch den das Magnetron evakuiert und abgedichtet wird und durch den die Antennenschleife fixiert wird. Der Röhren-

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kopf ^rjCi ist von einer Metallkappe bedeckt und fest mit diesem verbunden. Zwischen den beiden Polschuhen 42 und 44 wird durch eine herkömmliche Dauermagnetanordnung 60, die aus einem ringförmigen Dauermagnet mit einer magnetischen Rückführung bestehen kann, ein Magnetfeld erzeugt.

Für die Anordnung der Stege 14 im Zylinder 12 werden vorzugsweise Ringe 20 verwendet, die z.B. aus Kupfer bestehen und die in abgeschrägte Ausschnitte eingreifen, die sich an den oberen und unteren Enden der Stege 14 befinden. Die Halteringe 20 verforme sich daher leicht, wenn sie entlang der Schrägen in die Ausschnitte 54 gedrückt werden, so daß die Kante der Ringe beim Aufstoßen auf den Ausschnittkanten sich in radialer Richtung nach innen bewegt, während die gegenüberliegende Kante des Ringes in ihrer ursprünglichen radialen Lage gehalten wird, z.B. durch einen nicht gezeigten Anschlag. Da sowohl die Stege als auch die Ringe vorzugsweise aus demselben Material, z.B. Kupfer, sind, verformen sich beide teilweise im Eingriffsbereich unter Druck. Die Koppelleiter 16 werden dann in Ausschnitte an den inneren Enden der Stege 14 eingesetzt.

Die Halteringe 20 weisen vorzugsweise einen äußeren Durchmesser auf, der etwas kleiner als der Innendurchmesser des Anodenzylinders 12 ist, so daß sie leicht in diesen eingesetzt werden können. Bei Druck jedoch, um die Ringe 20 in die Ausschnitte 54 zu zv/ingen, dehnen sich die Ringe 20 in radialer Richtung aus und bilden mit dem Anodenzylinder einen Preßsitz, so daß eine axiale Verschiebung der Stege in dem Zylinder 12 nach dem Zusammenbau nicht mehr möglich ist. Zusätzlich bilden die Koppelleiter 16 vorzugsweise mit den Kanten der sie aufnehmenden Ausschnitte ebenfalls einen wenn auch nur leichten Preßsitz, so daß sie nach dem Einpressen während des nachfolgenden Lötvorgances festgehalten werden und so eine Verschiebung der einzelnen Enden der Stege verhindern.

Die Anodenanordnung mit der an einem der Stege angebogenen Antenne 50 wird dann durch Erhitzen in einem Ofen bei einer Edelßas-

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atmosphäre mit einem Lot, z.B. Silberlot, verlötet. Die Stege 14 werden vorher vorzugsweise durch Flammenspritzen mit dem Lötmittel beschichtet und ein Ring aus Lotmittel der vorher am oberen Haltering 20 gelagert ist, fließt dann nach unten auf der Oberfläche der Stege 14 entlang und in die Ecken zwischen den Stegen 14 und der inneren Oberfläche des Anodenzylinders 12, so daß glatte Übergänge entstehen.

Auf diese Weise sind die Anoden gut leitend, obwohl sie wesentlich leichter sind als die Anoden der bisherigen Magnetrons. Zum Beispiel kann die Anodenwandstärke bei einem 1 kW-Mikrowellen-Magnetron auf ca. 1,52 mm herabgesetzt werden. Das ist weniger als ein Drittel der bisherigen Anodenwandstärke. Weiterhin geben die Aussparungen 54 an den Stegen 14 diesen die Form eines Fischschwanzes, was für den Zusammenbau der Anodenanordnung durch Maschinenautomaten von Vorteil ist.

Ausgehend von dem vorangehend erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine Reihe von Abwandlungen für den Fachmann offenkundig, ohne daß der offenbarte Erfindungsgedanke dadurch verlassen wird. Zum Beispiel können die Halteringe dazu genutzt werden, die Anodenstege in Vorrichtungen zu halten, die geschweißt werden sollen, z.B. mit Elektronen- oder Laserstrahlen. Auch kann die Erfindung für die Gestaltung von Anoden für Magnetrons oder andere Röhren benutzt werden, die andere als die gezeigte Kathodenoder Glühdrahtanordnungen aufweisen. Insgesamt ist daher die Erfindung nicht auf die gezeigten und erläuterten Einzelheiten des Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern durch den Inhalt und den Umfang der nachfolgenden Patentansprüche festgelegt.

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Claims

Patentansprüche

Mikrowellen-Magnetron mit einem Anodenzylinder und einer Reihe von Anodenstegen, die sich von der Innenoberflache des Anodenzylinders nach innen erstrecken, dadurch gekennzeich η β t , daß der Anodenzylinder (12) mehrere Halteringe (20) aufweist, die in Ausnehmungen (54) der Anodenstege (14) eingreifen und diese gegen die Innenoberflache des Anodenzylinders (12) drücken.
2. Mikrowellen-Magnetron nach Anspruch Λ, dadurch gekennzeichnet, daß die der Oberfläche des Anodenzylinders (12) zugewandten Seiten der Anodenstege (14) infolge der Ausnehmungen (34) die Gestalt von Fischschwänzen aufweisen.
3. Mikrowellen-Magnetron nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenstege (14) an den Anodenzylinder (12) angelötet sind.
4. Mikrowellen-Magnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die innen liegenden Enden der Anodenstege (14) abwechselnd durch leitende Bügel (ΐ6) miteinander verbunden sind.
5. Mikrowellen-Magnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innen liegenden Enden der Anodenstege (14) einen Raum für die Aufnahme einer Elektronen· quelle (18) bilden.
6. Verfahren zur Herstellung von Mikrowellenmagnetrons nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenstege (14) jeweils mit einem Έηάβ an der Innenoberfläche des Anodenzylinders (12) gelagert und dann durch Eindrücken von Halteringen (20) in Ausnehmungen (54) der Anodenstege (14) in der eingenommenen Lage festgeklemmt

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werden und ci^ß die so gebildete Anode durch Einbringen einer Elektronenquelle (18) in den durch die innen liegenden Enden der Anodenstege (i4) gebildeten Raum ergänzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, daß das Festklemmen der Anodenstege (14) durch Verformung der Halteringe (20) in radialer Richtung infolge von Druckeinwirkung erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung der Halteringe (20) an Stellen erfolgt, die die Anodenstege (14) radial nach innen gerichtet entlang an Schrägen in den Stegen berühren, und daß durch weitere radial nach außen gerichtete Verformungen der Ringe (20) diese an der inneren Oberfläche des Anodenzylinders (12) festgelegt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innen liegenden Enden der Anodenstege (14) durch die Anodenstege abwechselnd miteinander verbindende leitende Bügel (16) fixiert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Kalteringe (20) festgeklemmten Anodenstege (14) an den Anodenzylinder (12) angelötet werden.

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