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Vakuumgefäß aus Metall Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsröhre
mit einem aus Metall bestehenden Vakuumgefäß. Es ist bekannt und üblich, metallische
Vakuumgefäße aus Stahl für solche Entladungsröhren aus einem becherförmigen Kolben
und einem mit diesem längs des Umfangs durch Nahtverschweißung verbundenen Boden
zusammenzusetzen. Zur Herstellung dieser Verbindung werden Kolben und Baden mit
Flansche versehen, die in zur Kolbenachse senkrechten Ebenen liegen. Diese Flansche
vergrößern den Außendurchmesser der Röhre in unerwünschter Weise. Es wurde deshalb
versucht, diese über den Kolbendurchmesser hinausragenden Flansche wegzulassen und
die Ränder des Kolbens und des Bodens durch Hochfrequenzschweißung vakuumdicht miteinander
zu verbinden. Unter Hochfrequenzschweißung wird ein Verfahren verstanden, bei welchem
die Erhitzung der miteinander zu verbindenden Teile im elektromagnetischen Hochfrequenzfeld
erfolgt. Dabei stellt es sich heraus, daß der Boden eines solchen Vakuumgefäßes
nach Fertigstellung der Schweißnaht eine vorher nicht vorhandene Wölbung aufweist.
Diese Wölbung ist unerwünscht und schädlich, weil der Boden dieser Röhren Stromdurchführungen
enthält, deren Leiter den Boden senkrecht durchsetzen und in die Kontakte einer
Röhrenfassung passen sollen; im Falle einer Wölbung des Bodens stehen die Durchführungsstifte
nicht mehr parallel zueinander, so daß sich beim Einsetzen der Röhre in eine Fassung
Hemmungen ergeben, die zu einer Beschädigung der Durchführungen führen können. Außerdem
führt
die Schiefstellung der Stifte zu einer Dezentrierung des Systems,
da dieses auf den Stiften aufgebaut ist. Die im folgenden beschriebene Erfindung
vermeidet diese Mängel.
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Gemäß der Erfindung besitzt bei einem metallischen Vakuumgefäß der
Boden, welcher Stromdurchführungen enthält und am Rand mit dem Rand des becherförmigen
Kolbens durch Hochfrequenzerhitzung verschweißt wird, in dem die Stromdurchführungen
enthaltenden Mittelteil eine größere Biegefestigkeit als die zwischen dem Mittelteil
und dem Schweißrand liegende Randzone aufweist. Auf diese Weise ist es möglich,
Formänderungen des Bodens im Zusammenhang mit dem Schweißvorgang unschädlich zu
machen. Diese erhöhte Biegefestigkeit läßt sich entweder durch eine Erhöhung der
Wandstärke des Mittelteils oder durch eine geeignete Profilierung, z. B. eine Riffelung,
bei gleicher Wandstärke von Rand und Mitte erzielen.
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An Hand der Zeichnung soll der Erfindungsgedanke und seine Auswirkungen
näher erläutert werden. Abb. i zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein aus
Metall bestehendes Vakuumgefäß. Dieses besteht aus einem becherförmigen Kolben i
aus Tiefziehblech und einem Boden 2, der ebenfalls aus Stahl oder einer Eisenlegierung
hergestellt ist. Der Boden weist einen ebenen Mittelteil 3 auf, der in einen zylindermantelförmigen
Fortsatz 4 übergeht, dessen Rand 5 nach außen umgebördelt ist. Die Wandstärke des
Fortsatzes beträgt gemäß der Erfindung weniger als die Hälfte der Dicke des Mittelteils.
Der so geformte Boden läßt sich in den Kolben einschieben und liegt mit seiner Umbördelung
am oberen Rand des Kolbens auf. Im Mittelteil 3 des Bodens sind in an sich bekannter
Weise vakuumdichte Stromdurchführungen angebracht, welche beispielsweise aus Metallhülsen
6 bestehen, in denen ein Durchführungsleiter 7 mittels eines Glastropfens 8 vakuumdicht
eingeschmolzen ist. Auf diesen Stromdurchführungen oder sonstigen Stützen ist das
hier nicht dargestellte Elektrodensystem aufgebaut. Das aus dem Vakuumgefäß herausragende
Ende der Stromdurchführungen wird vor allem bei kleinen Röhren vielfach als Kontaktstift
benutzt, der mit entsprechenden Gegenkontakten einer Röhrenfassung in Eingriff gebracht
wird. Um dies zu ermöglichen, ohne daß die Verschmelzungsstelle mechanisch unzulässig
stark beansprucht wird, müssen sämtliche Stromdurchführungen genau parallel zueinander
verlaufen.
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Die vakuumdichte Verschweißung des Kolbens mit dem Boden erfolgt durch
Erhitzen der Verbindungsstelle im elektromagnetischen Hochfrequenzfeld. Zu diesem
Zweck wird ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld mittels eines über den Kolbenrand,
auf dem der Boden aufgesetzt ist, geschobenen Konzentrators io gegen die Verbindungsstelle
gerichtet, so daß diese durch die dort erzeugten Wirbelströme so hoch erhitzt wird,
daß eine vakuumdichte Verschweißung zustande kommt. Dabei spielt sich der durch
die Abb. 2 und 3 verdeutlichte Vorgang ab.
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Durch die starke Erhitzung des Kolbenrandes weitet sich dieser aus,
was in Abb. 2 übertrieben dargestellt ist. In diesem Zustand kommt die Verschweißung
mit dem Boden zustande. Wenn sich die erhitzte Stelle nach dem Abschalten des Hochfrequenzfeldes
wieder abkühlt, zieht sich der Kolbenrand auf seinen ursprünglichen Durchmesser
zusammen und übt dabei auf den Boden einen radial nach innen gerichteten Druck aus,
der von dem dünneren Fortsatz 4 durch die in Abb. 3 wieder übertrieben dargestellte
Verformung aufgenommen und von dem die Stromdurchführungen tragenden Mittelteil
3 ferngehalten wird. Letzterer behält infolgedessen seine ursprüngliche ebene Form
bei, so daß auch die Richtung der Stromdurchführungen unverändert bleibt. Würde
man den Boden mit gleichmäßiger Wandstärke ausführen, so hätten die beim Schrumpfen
des Kolbenrandes auftretenden Kräfte zur Folge, daß der Mittelteil sich in der punktiert
angedeuteten Weise wölbt und die aus dem Vakuumgefäß herausragenden Enden der Stromdurchführungen
gegen die Kolbenachse geneigt stehen.
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In Abb. 4 ist schematisch ein Schnitt durch eine Röhre wiedergegeben,
bei der die unterschiedliche Biegefestigkeit von Mitte und Randzone der Grundplatte
nicht durch verschiedene Wandstärken, sondern durch eine Profilierung des Mittelteils
der Grundplatte erzielt ist. Diese Profilierung besteht im Beispielsfalle darin,
daß im Mittelteil des Bodens, der die Stromdurchführungshülsen 6 trägt, konzentrische
Rillen 9 eingepreßt sind, welche die Biegefestigkeit dieses Teils bei unveränderter
Dicke desselben vergrößern. Die Rillen können auch anders verlaufen; zweckmäßig
werden sie in der Umgebung der Metallhülsen 6 unterbrochen, so daß der Boden dort
eben bleibt. Die Erhöhung der Biegefestigkeit durch Profilierung hat den Vorteil
eines sparsameren Materialaufwandes.