DE1294561B - Hochleistungsmagnetronroehre fuer sehr hohe Frequenzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochleistungs- Bei der erfindungsgemäßen Magnetronröhre kann

magnetronröhre für sehr hohe Frequenzen mit einer zunächst die den Kathodenheizer enthaltende Teilkreiszylindrischen Kathode und einem die Kathode anordnung auf der einen Seite des Anodenblocks umgebenden Anodenblock, bei der der emittierende befestigt werden, wobei der Zentrierring sehr leicht Kathodenteil in dem zentralen Hohlraum des 5 mit der erforderlichen Genauigkeit relativ zum Anodenblocks (zentraler Anodenhohlraum) und der Anodenhohlraum angeordnet werden kann. Wenn Kathodenheizer außerhalb dieses Hohlraums vor dann anschließend die andere Teilanordnung von dessen einer Stirnseite um einen fingerförmigen Teil der entgegengesetzten Seite des Anodenblocks her der Kathodenanordnung angeordnet ist und bei der durch den Anodenhohlraum hindurchgefühlt und das dem Kathodenheizer gegenüberliegende äußere io mit dem Zentrierfinger in den Zentrierring einge-Ende der Kathodenanordnung mit einer Kühleinrich- steckt wird, ist die Kathode ohne weiteres mit der tung versehen und die Kathodenanordnung über durch den Zentrierring bestimmten Genauigkeit zen-Elemente, die einen Teil des Röhrenkolbens triert. Da hierbei nur der Zentrierfinger und der sich (Vakuumgefäßes) bilden, vakuumdicht mit dem daran anschließende emittierende Kathodenteil Anodenblock verbunden ist. 15 durch den Anodenhohlraum hindurchgeführt wer-

Bei bekannten Magnetronröhren dieser Art be- den, brauchen nur diese Teile einen kleineren steht die ganze Kathodenanordnung aus einem Durchmesser als der Anodenhohlraum zu haben, einzigen Teil von beträchtlicher Länge, das am Ende Nach dem Zusammenbau ist die Kathode auf beiden den Kathodenheizer und daran anschließend den Seiten des Anodenblocks gestützt, so daß sie mit emittierenden Kathodenteil trägt. Beim Zusammen- 20 guter mechanischer Stabilität gehalten wird und bau der Röhre wird dieses Teil so durch den gegen Vibrationen gesichert ist. Anodenhohlraum gesteckt, daß der Kathodenheizer Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsauf der entgegengesetzten Seite herausragt und der gegenstandes besteht darin, daß der Röhrenkolben emittierende Kathodenteil im Inneren des Anoden- wenigstens einen mit der Kathodenanordnung starr hohlraums liegt. Die ganze Kathodenanordnung ist 25 verbundenen, elastisch verformbaren Teil aufweist, an dem mit der Kühleinrichtung versehenen Ende der eine axiale Verschiebung der Kathodenanordbefestigt. Diese Ausführung ergibt keine aus- nung erlaubt. Diese Ausbildung ermöglicht den Ausreichende mechanische Stabilität, weil die Kathoden- gleich von Wärmeausdehnungen ohne Beeinträchtianordnung, insbesondere unter dem Einfluß starker gung der zentrischen Lage der Kathode. Erschütterungen oder großer Beschleunigungen, 30 In manchen Fällen ist es erwünscht, die Lage der vibrieren kann, wodurch der einwandfreie Betrieb Kathodenanordnung nach dem Zusammenbau der der Röhre gestört wird. Röhre noch justieren zu können. Dies wird bei der

Beim Zusammenbau dieser bekannten Röhren ist erfindungsgemäßen Magnetronröhre gemäß einer es außerdem schwierig, die Kathode mit der er- vorteilhaften Ausgestaltung dadurch ermöglicht, daß forderlichen Genauigkeit im Anodenhohlraum zu 35 zwischen der Kathodenanordnung und einem mit zentrieren. Schließlich besteht die Einschränkung, dem Anodenkörper starr verbundenen Teil des daß zumindest die auf der Seite des Kathodenheizers Röhrenkolbens eine Justieranordnung angebracht liegende Kathodenkappe einen kleineren Durch- ist, die ein Verkippen der Kathodenanordnung um messer als der Anodenhohlraum haben muß, damit einen durch den elastisch verformbaren Teil definiersie durch diesen hindurchgesteckt werden kann. 40 ten Punkt ermöglicht.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

Hochleistungsmagnetronröhre der eingangs ange- Zeichnung dargestellt. Darin zeigt gebenen Art, die auf einfache Weise mit großer Ge- F i g. 1 den vollständigen Aufbau einer Hoch-

nauigkeit zusammengebaut werden kann, ohne daß leistungsmagnetronröhre nach der Erfindung in Einschränkungen hinsichtlich des Durchmessers der 45 einem schematischen Längsschnitt; Kathodenkappen bestehen, und bei der die Kathode F i g. 2 A und 2 B zeigen zwei Kathodenanord-

nach dem Zusammenbau mit sehr guter mecha- nungen, die bei der Röhre von F i g. 1 verwendbar nischer Stabilität in dem Anodenhohlraum zen- sind;

triert ist. F i g. 3 zeigt einen schematischen Längsschnitt

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, 50 durch eine andere Ausführungsform der erfindungsdaß die Kathodenanordnung aus zwei in axialer gemäßen Magnetronröhre und Richtung aufeinanderfolgenden Teilanordnungen be- F i g. 4 einen schematischen Längsschnitt durch

steht, von denen die eine Teilanordnung den eine weitere Ausführungsform der erfindungsemittierenden Kathodenteil mit wenigstens der einen gemäßen Magnetronröhre.

Kathodenkappe sowie die Kühleinrichtung enthält 55 Die in Fig. 1 dargestellte Hochleistungsmagne- und an ihrem inneren Ende in einem in axialer tronröhre enthält eine zylindrische Kathoden-Richtung sich erstreckenden Zentrierfinger endet anordnung 1, die, wie in Fig. 2 A genauer zu er-(erste Teilanordnung) und die andere Teilanordnung kennen ist, aus einer unteren Teilanordnung 1' und in ihrem dem zentralen Anodenhohlraum benach- einer oberen Teilanordnung 1" besteht. Die Teilbarten Ende den Kathodenheizer enthält und dieses 60 anordnung 1' ist am einen Ende durch einen Zen-Ende mit einem vom Zentrierfinger der ersten Teil- trierfinger 3 abgeschlossen, an den sich ein anordnung durchsetzten Zentrierring abgeschlossen emittierender Kathodenteil 2 anschließt, während am ist (zweite Teilanordnung), und daß die Ausbildung anderen Ende eine Kühleinrichtung 4 angebracht ist, und Anordnung so ist, daß der Kathodenheizer den die beispielsweise für Flüssigkeitskühlung einge-Zentrierfinger umgibt und die beiden Teilanordnun- 65 richtet ist. Es kann auch jede andere geeignete Art gen jeweils für sich über Elemente, die einen Teil von Kühleinrichtungen Verwendung finden, beides Röhrenkolbens bilden, vakuumdicht mit dem spielsweise ein Satz von Kühlrippen für Luftkühlung. Anodenblock verbunden sind. Dieses Ende der Teilanordnung V ist mit einem

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Teil des Röhrenkolbens verbunden, der aus einem F i g. 2 B zeigt im einzelnen die ineinandergreifen-

Isolierring 7 und Metallteilen T und 7" besteht und den Teile der Teilanordnungen 1' und 1" der

am anderen Ende an den Polschuhen 6 des Anoden- Kathode bei der Ausführungsform von Fig. 1. In

blocks angeschweißt oder angelötet ist. diesem Fall dient der Zentrierring 10 als die zweite

Die Teilanordnung 1" enthält den Kathodenheizer 5 Kathodenkappe, und er übt dabei gleichzeitig seine 14 und endet in einem Zentrierring 10. Die Lage Zentrierfunktion aus. Bei dieser Ausführungsform dieser Teilanordnung in bezug auf die Anode 5 besteht der Zentrierring 10 aus einem nichtwird durch einen weiteren Teil des Röhrenkolbens emittierenden Material. Der Zentrierfinger 3 ist vorbestimmt, der aus einem Isoliering 13 und Metall- zugsweise aus dem gleichen Material wie der teilen 13' und 13" besteht und ebenfalls an die Pol- io Zentrierring 10 hergestellt. Er besteht daher nicht schuhe 6 angeschweißt oder angelötet ist. Der Zen- aus einem Stück mit dem emittierenden Kathodentrierring 10 sitzt am Ende eines Zylinders 11, der teil 2, sondern ist daran in geeigneter Weise befestigt, durch ein Rohr 12 verlängert ist. beispielsweise durch Verlöten, Verschweißen od. dgl.

Der Kathodenheizer 14 ist mit seinem Ende 15 an Der Durchmesser der Kathodenkappen 8 und 9 dem Zentrierring 10 befestigt, während sein anderes 15 bzw. 10 kann so groß gewählt werden, wie dies zur

Ende 16 mit einem einen Teil des Röhrenkolbens Erzielung der optimalen Betriebsbedingungen des

bildenden Anschlußring 17 über einen Stab 17' ver- Magnetrons am günstigsten ist. Der Durchmesser

bunden ist. Der Anschlußring 17 ist von dem mit dieser Kappen ist nämlich nicht durch den Innen-

der Kathode leitend verbundenen Rohr 12 durch durchmesser des Anodenhohlraums begrenzt, da es einen Isolierring 18 isoliert. Der Heizstrom fließt von ao beim Zusammenbau nicht erforderlich ist, die

dem Anschlußring 17 über den Stab 17' zu dem Kathodenkappen durch den Anodenhohlraum hin-

Kathodenheizer 14. Der zweite Anschluß für den durchzuführen.

Kathodenheizer kann an dem Rohr 12 oder am Der Zylinder 11 wirkt als Wärmeschirm zwischen

unteren Ende der Kathodenanordnung angebracht dem Kathodenheizer 14 und dem Röhrenkolben. Er

sein. Dieser Anschluß stellt zugleich den Kathoden- 25 wird auf eine ziemlich hohe Temperatur erhitzt und

anschluß dar. Der Zylinder 11 wirkt als Wärme- besteht vorzugsweise aus einem Material, welches

schirm zwischen dem Kathodenheizer 14 und dem das Gas absorbiert, das im Betrieb der Röhre infolge

Röhrenkolben. des Elektronenbeschusses oder der Desorption durch

Die Teilanordnung 1" kann in bezug auf den die Wände der Anode oder des Röhrenkolbens frei-

Anodenblock 5 unter Augenkontrolle vom unteren 30 gesetzt wird. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind

Teil der Anordnung her so ausgerichtet werden, daß die Hochfrequenzdrosseln nicht dargestellt, die ent-

der Zentrierring 10 sehr genau zentriert ist. Sie wird lang dem Zylinder 11 vorzusehen sind. Diese

dann durch Anschweißen oder Anlöten im Röhren- Drosseln sind erforderlich, um einen Verlust an

kolbenteil 13, 13', 13" befestigt. Wenn die Teil- Hochfrequenzenergie entlang der Kathodenanord-

anordnung 1" angebracht ist, wird der Zentrier- 35 nung zu verhindern.

finger 3 der unteren Teilanordnung 1' in den Die Wandstärke des Zylinders 11 ist so gewählt, Zentrierring 10 eingesteckt, dessen Innenfläche mit daß dieser zylindrische Teil eine ausreichende hoher Präzision bearbeitet ist. Damit der Zusammen- Elastizität besitzt, so daß er durch eine Justierbau erleichtert wird, ist der untere Teil der Innen- vorrichtung für die Zentrierung verformt werden fläche des Zentrierringes 10 abgerundet, und der 40 kann, die in F i g. 1 und 2 nicht dargestellt ist; die Zentrierfinger 3 ist etwas konisch. Der Zentrier- Anwendung dieser Justiervorrichtung wird in Verfinger 3 ist in dem Zentrierring 10 frei gleitbar, da- bindung mit F i g. 4 erläutert. Sie erlaubt eine abmit die Wärmeausdehnung der Kathodenanordnung schließende Justierung der Lage der Kathode in aufgenommen wird. Zur Verminderung der Reibung bezug auf den Anodenblock.

zwischen dem Zentrierfinger 3 und dem Zentrierring 45 F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei 10 sind in den Zentrierfinger 3 Nuten eingearbeitet, der eine freie Wärmeausdehnung der Kathode durch so daß die Berührungsfläche zwischen den Teilen 3 Mittel ermöglicht wird, die außerhalb der Kathoden- und 10 verkleinert wird. Diese Nuten könnten auch anordnung liegen und an dem Röhrenkolben angein dem Zentrierring 10 anstatt in dem Zentrier- bracht sind, also an einer Stelle, die auch im Betrieb finger 3 angebracht sein. Die Kathodenanordnung 1 50 der Röhre kühl bleibt. Die den beiden Anordnungen ist ebenso wie der Zentrierring 10 aus Molybdän her- von F i g. 1 und 3 gemeinsamen Teile sind mit den gestellt. gleichen Bezugszeichen versehen.

F i g. 2 A zeigt Einzelheiten der ineinandergreifen- Beim Zusammenbau der Röhre wird der Zentrierden Endteile der Teilanordnungen 1' und 1" bei finger 3 der Teilanordnung 1' dadurch fest mit der einer Ausführungsform. Der emittierende Kathoden- 55 Teilanordnung 1" verbunden, daß er an dem teil 2 der unteren Teilanordnung 1' ist ein mit einem Zentrierring 10 angeschweißt oder angelötet wird, emittierenden Überzug versehener Hohlzylinder, der Das obere Ende des Zylinders 11 ist fest mit zwei Kathodenkappen 8 und 9 trägt, die entweder aus Scheiben 21' und 21" verbunden. Diese Scheiben einem Stück mit dem Hohlzylinder gefertigt oder an sind aus einem Metallblech gefertigt, das ausreichend diesem angeschweißt oder angelötet sein können. Die 60 dünn ist, daß eine elastische Verformung der beiden Kathodenkappen sind in bekannter Weise so be- Scheiben möglich ist. Die beiden Scheiben bilden arbeitet, daß die Emissionsfähigkeit herabgesetzt daher ein bewegliches Parallelogramm, das eine freie ist. Der emittierende Überzug ist zwischen den Verschiebung der ganzen Kathodenanordnung in Kathodenkappen angebracht. Die Teilanordnung 1' axialer Richtung erlaubt. Dagegen verhindert das endet in dem Zentrierfinger 3. Das untere Ende 65 Parallelogramm jede radiale Verschiebung des Zylinder oberen Teilanordnung 1" besteht aus dem Zen- ders 11, so daß die konzentrische Lage der Kathode trierring 10, der von dem Zylinder 11 getragen aufrechterhalten bleibt. Die Scheiben 21', 21", der wird. Zylinder 11, der Zentrierring 10 und der Zentrier-

finger 3 werden auf der gleichen Einspannvorrichtung bearbeitet, so daß die bestmögliche Konzentrizität erhalten wird. Der Zusammenbau der Röhre erfolgt dann wie folgt: Die Scheiben 2Γ und 21" sowie der Zentrierring 10 werden mit der oberen Teilanordnung 1" verschweißt, die aus dem Zentrierring 10, dem Zylindern, dem Isolierring 18, dem Anschlußring 17 und dem Evakuierungsstutzen (der in der Zeichnung verschlossen dargestellt ist) besteht. Diese Baugruppe wird dann nochmals maschinell bearbeitet, damit die große Präzision für die Innenfläche des Zentrierrings 10 erhalten wird. Sie wird dann über den Kolbenteil 13, 13', 13" mit der Anodenbaugruppe verbunden, die aus den Teilen 5 und 6 besteht. Die untere Teilanordnung 1' wird in den Kolbenteil 7, T, 7" eingesetzt, wobei der Zentrierfinger 3 in den Zentrierring 10 eingesteckt wird. Die Teile 3 und 10 werden miteinander verschweißt, und der Kolben wird dann durch Verbindung der Teile Γ und 7" dicht verschlossen. ao

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Lage der Kathode in bezug auf den Anodenblock nach dem Zusammenbau der Röhre einjustiert werden kann. Wie bei den in den vorhergehenden Figuren gezeigten Ausführungen besteht die Kathodenanordnung aus zwei Teilanordnungen, wobei die untere Teilanordnung 1' mit der Kühleinrichtung 4 verbunden und an ihrem oberen Ende durch den Zentrierfinger 3 abgeschlossen ist. Die obere Teilanordnung 1" der Kathodenanordnung enthält den Kathodenheizer 14. Sie besteht hauptsächlich aus dem Zylinder 11, der als Wärmeschirm für den Kathodenheizer 14 und als Träger für den Zentrierring 10 dient. Der Zentrierfinger 3 ist in dem Zentrierring 10 durch Einschrauben oder auf andere Weise befestigt.

Der Zylindern ist durch eine Isolierscheibe40 abgeschlossen, welche die elektrische Isolation zwischen dem Zylindern und dem oberen Teil des Röhrenkolbens darstellt. Es ist daher möglich, das obere Ende der Kathodenanordnung, das aus dem Metallrohr 12 besteht, für den einen Heizdrahtanschluß zu verwenden, ohne daß ein isolierendes Verbindungsstück 18 erforderlich ist. Die freie Ausdehnung der Kathodenanordnung in axialer Riehtung wird durch die Elastizität einer dünnen Metallscheibe 22 ermöglicht, deren Z-förmig umgebogene Ränder einerseits an der Kathodenanordnung angeschweißt und andererseits über den Röhrenkolben mit dem Anodenblock verbunden sind. so

Die Justierung der Lage der Kathode erfolgt von Hand mittels der Anordnung 31 bis 36, die an der unteren Teilanordnung 1' angebracht ist. Diese Justierung erfolgt durch Verformung eines dünnwandigen, elastischen Zylinders 31, der am oberen Ende über einen massiven Ring 35 mit der Teilanordnung 1' verbunden ist, während er am unteren Ende an einen steifen Metallring 34 des Röhrenkolbens angeschweißt ist. In den Ring 34 sind mehrere Löcher eingebohrt, in die Justierschrauben 32, 33 usw. eingesetzt sind. Die Enden dieser Schrauben liegen an dem Zylinder 36 an, der zu der Teilanordnung 1' gehört und die Kühleinrichtung 4 umgibt. Es ist leicht zu erkennen, daß durch Anziehen oder Lösen der Schrauben 32,33 usw. das untere Ende des Zylinders 31 in bezug auf die Teilanordnung Γ verschoben wird. Das obere Ende des Zylinders 31 versucht sich in gleicher Weise zu bewegen, wobei es die Teilanordnung 1' mitnimmt. Die ganze Kathodenanordnung verschwenkt sich dabei, wobei der Drehpunkt an der dichten Verbindung zwischen der Kathodenanordnung und der Scheibe liegt. Diese Verstellung der ganzen Kathodenanordnung ändert die Lage des emittierenden Kathodenteils 2 in dem Anodenhohlraum.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Hochleistungsmagnetronröhre für sehr hohe Frequenzen mit einer kreiszylindrischen Kathode und einem die Kathode umgebenden Anodenblock, bei der der emittierende Kathodenteil in dem zentralen Hohlraum des Anodenblocks (zentraler Anodenhohlraum) und der Kathodenheizer außerhalb dieses Hohlraums vor dessen einer Stirnseite um einen fingerförmigen Teil der Kathodenanordnung angeordnet ist und bei der das dem Kathodenheizer gegenüberliegende äußere Ende der Kathodenanordnung mit einer Kühleinrichtung versehen und die Kathodenanordnung über Elemente, die einen Teil des Röhrenkolbens (Vakuumgefäßes) bilden, vakuumdicht mit dem Anodenblock verbunden ist, dadurch gezeichnet, daß die Kathodenanordnung aus zwei in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Teilanordnungen besteht, von denen die eine Teilanordnung den emittierenden Kathodenteil (2) mit wenigstens der einen Kathodenkappe (8) sowie die Kühleinrichtung (4) enthält und an ihrem inneren Ende in einem in axialer Richtung sich erstreckenden Zentrierfinger (3) endet (erste Teilanordnung) und die andere Teilanordnung in ihrem dem zentralen Anodenhohlraum benachbarten Ende den Kathodenheizer (14) enthält und dieses Ende mit einem vom Zentrierfinger (3) der ersten Teilanordnung durchsetzten Zentrierring (10) abgeschlossen ist (zweite Teilanordnung), und daß die Ausbildung und Anordnung so ist, daß der Kathodenheizer (14) den Zentrierfinger (3) umgibt und die beiden Teilanordnungen jeweils für sich über Elemente, die einen Teil des Röhrenkolbens bilden, vakuumdicht mit dem Anodenblock verbunden sind.

2. Hochleistungsmagnetronröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (10) zugleich eine der Kathodenkappen bildet.

3. Hochleistungsmagnetronröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kathodenkappen (8, 10) jeweils größer als derjenige des zentralen Anodenhohlraums ist.

4. Hochleistungsmagnetronröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierfinger (3) im Zentrierring (10) gleitend angeordnet ist.

5. Hochleistungsmagnetronröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierfinger (3) mit dem Zentrierring (10) verschweißt ist.

6. Hochleistungsmagnetronröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierfinger (3) in den Zentrierring (10) eingeschraubt ist.

7. Hochleistungsmagnetronröhre nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der

Röhrenkolben wenigstens einen mit der Kathodenanordnung starr verbundenen, elastisch verformbaren Teil (2Γ, 21" bzw. 22) aufweist, der eine axiale Verschiebung der Kathodenanordnung erlaubt (F i g. 3, 4).

8. Hochleistungsmagnetronröhre nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen

der Kathodenanordnung und einem mit dem Anodenkörper starr verbundenen Teil des Röhrenkolbens eine Justieranordnung (31 bis 33) angebracht ist, die ein Verkippen der Kathodenanordnung um einen durch den elastisch verformbaren Teil (22) definierten Punkt ermöglicht (Fig. 4).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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