DE69806673T2

DE69806673T2 - Magnetrongerät und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69806673T2
Application number: DE69806673T
Authority: DE
Inventors: Yasunobu Nakano; Hiroshi Ochiai; Masanori Yoshihara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: EP0871196B1; EP0871196A1; CN1129160C; CN1196566A; US6222319B1; KR100341661B1; KR19980081332A; DE69806673D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetronanordnung zur Verwendung bei der Herstellung von Magnetrongeräten für Mikrowellenöfen und dergleichen, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Das Magnetrongerät ist eine Mikrowellenoszillationsröhre, die mit einer Grundfrequenz von beispielsweise 2450 Mhz arbeitet und als Hochfrequenzquelle in elektrischen Geräten verwendet wird, die Mikrowellen benutzen, beispielsweise Mikrowellenöfen und Mikrowellenentladungslampen. Eine typische Ausbildung eines Magnetrongeräts ist derart, dass eine Kathode und eine Anode zylindrisch und koaxial zueinander angeordnet werden. Im einzelnen besteht das Magnetrongerät aus einer gewickelten Kathode, einem Anodenzylinder, der mit der Kathode als Mittelachse angeordnet ist, und einer Mehrzahl von Anodensegmenten, die radial rund um die Mittelachse in einem Raum innerhalb des Anodenzylinders angeordnet sind, um einen Resonanzhohlraum zu definieren. Das Magnetrongerät besteht ferner aus einem Paar von Magnetpolstücken, die an jeweils oberen und unteren offenen Enden des Anodenzylinders angeordnet und mit einem ringförmigen Permanentmagnet magnetisch assoziiert sind, sowie aus einer Mehrzahl von Gurtringen zur elektrischen Verbindung der Anodensegmente untereinander, und einer Antenne, deren eines Ende mit einem der Anodensegmente verbunden ist, um Mikrowellen abzugeben.
Bei dem oben erwähnten Magnetrongerät wird, nachdem der Anodenzylinder, die Anodensegmente, die Antenne, die Gurtringe und die Magnetpolstücke zu einer Anodenbaugruppe integriert zusammengebaut worden sind, die Kathode in den Zentralbereich der Anodenbaugruppe eingesetzt. Wie wohlbekannt, beeinflusst bei einem Magnetrongerät die Genauigkeit des Zusammenbaus der Komponenten die Leistungsfähigkeit der Anordnung in hohem Maße, und die Anordnung der Mehrzahl von Anodensegmenten zur Definition eines gewünschten Resonanzhohlraums innerhalb des Anodenzylinders ist besonders wichtig. Es ist deshalb eine technische Aufgabe der Magnetronanordnung bzw. des Magnetrongeräts, die verschiedenen Anodensegmente koaxial und radial mit hoher Präzision zu befestigen, derart, dass sie in gleichem Abstand voneinander und mit einem vorbestimmten Abstand von der Kathode auf der Innenfläche des Anodenzylinders angeordnet sind.
Als ein herkömmliches Herstellungsverfahren für das Magnetrongerät ist ein Hartlötverfahren bekannt, bei welchem die Anodensegmente mit Hilfe eines zeitweise verwendeten Montagestifts gegen die Innenfläche des Anodenzylinders gepresst und sämtliche Anodensegmente gleichzeitig mit einem Hartlötfüllmetall an der Innenfläche befestigt werden, wie dies beispielsweise in der geprüften und veröffentlichten japanischen Patentanmeldung TOKKO Sho 57-18823 offenbart ist.
Im folgenden werden das herkömmliche Magnetrongerät und das Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf die Fig. 1y6 und die Fig. 17 im einzelnen erläutert.
Fig. 16 ist eine teilweise weggeschnittene schaubildliche Ansicht, die eine Ausgestaltung eines Hauptteils einer Anodenbaugruppe bei einem herkömmlichen Magnetrongerät zeigt, bevor Hartlötfüllmetall geschmolzen wird.
Fig. 17 stellt eine Querschnittsansicht dar, welche die Gestalt des Hauptteils der Anodenbaugruppe bei dem herkömmlichen- Magnetrongerät zeigt, nachdem das Hartlötfüllmetall geschmolzen ist.
Wie in den Fig. 16 und 17 gezeigt ist, sind innerhalb des Anodenzylinders 51 mehrere Anodensegmente 52 (52a, 52b, 52c, 52d, ...) koaxial und radial angeordnet. Beispielsweise sind speziell zehn Anodensegmente 52 innerhalb des Anodenzylinders 51 in gleichem Abstand voneinander angeordnet. Jedes der Anodensegmente 52 ist im wesentlichen rechteckig geformt und besitzt beispielsweise eine Länge von 9,5 mm und eine Breite von 13 mm. Bei jedem der Anodensegmente 52 ist eine Endfläche an seiner kürzeren Seite an der Innenfläche des Anodenzylinders 51 befestigt. Diese Anodensegmente 52 werden von einem Montagstift 40 gegen die Innenfläche des Anodenzylinders gepresst, welcher Stift einen zeitweise verwendeten Zusammenbau- bzw. - setzstift darstellt, der in der Figur mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Die oben erwähnte eine Endfläche wird an der Innenfläche des Anodenzylinders 51 durch das Schmelzen eines drahtförmigen Hartlötfüllmetalls 56 (Fig. 16) befestigt.
Wird längs der Mittelachse des Anodenzylinders 51 eine nichtdargestellte Wickelkathode angeordnet, dann ist jede Endfläche der Anodensegmente 52, die auf der zur Mitte weisenden Seite in Richtung der Anordnung liegt, das heißt eine Endfläche jedes der Anodensegmente 52, die der oben erwähnten einen Endfläche gegenüber liegt (im folgenden wird die Endfläche auf der mittigen Seite als "innere Endfläche" bezeichnet werden), mit einem vorbestimmten Abstand von der Kathode angeordnet, derart, dass innerhalb des Anodenzylinders 51 ein gewünschter Resonanzhohlraum definiert wird.
An einander gegenüberliegenden Endflächen (das heißt Oberflächen und Unterflächen) an den längeren Seiten jedes der Anodensegmente 52 sind Gurtringnuten 53a und 53b für das Hartlöten zweier Paare von Gurtringen 54 (54a und 54b) und 55 (55a und 55b) vorgesehen. An den oberen Endflächen jedes der Anodensegmente 52, wo die Gurtringnut 53a vorgesehen ist, ist eine Anschlussnut 53c für die Verbindung mit einem Ende einer nichtdargestellten Antenne vorhanden.
Die Gurtringe 54b und 54a werden an jedem zweiten Anodensegment 52a, 52c, ---, und die Gurtringe 54a und 54b an den verbleibenden Anodensegmenten 52b, 52d, --- angelötet. Eine nichtgezeigte plattierende Schicht des Hartlötfüllmetalls 56 wird auf der Oberfläche jedes der Gurtringe 54 und 55 gebildet. Wird das Hartlötfüllmetall 56 geschmolzen, um die jeweils einen Endflächen der Anodensegmente 52 an der Innenfläche des Anodenzylinders 51 zu befestigen, wird auch die Plattierschicht geschmolzen, sodass die Gurtringe 54 und 55 an den entsprechenden Anodensegmenten 52 befestigt werden.
Der oben erwähnte Anodenzylinder 51, die Anodensegmente 52, die Gurtringe 54 und 55 und die nicht gezeigte Antenne sind, beispielsweise aus sauerstoffreiem Kupfer hergestellt. Der Montagestift 40 ist aus einem Metallstück hergestellt, dass aus Siliziumnitrid (Si&sub3;N&sub4;) hergestellt ist, und die Oberfläche eines zylindrischen Teils desselben, die mit jeder der inneren Endflächen jedes der Anodensegmente 52 in Kontakt kommt, ist derart ausgebildet, dass sie so glatt wie eine spiegelblanke Fläche ist. Das Hartlötfüllmetall 56 ist aus einer Silber- Kupfer-Legierung hergestellt und die Gurtringe 54 und 55 und die nichtgezeigte Antenne bestehen aus Kupfer mit einer auf ihrer Oberfläche vorgesehenen Silberplattierschicht.
Bei einem solchen herkömmlichen Herstellungsverfahren für die Magnetronanordnung werden zunächst die Mehrzahl von Anodensegmenten 52 und die Gurtringe 54 und 55 in den jeweiligen Positionen innerhalb des Anodenzylinders 51 unter Verwendung einer nicht dargestellten zeitweise benutzten Montagelehre positioniert. Sodann wird der Montagestift 51 längs der Mittelachse des Anodenzylinders 51 bewegt und von unten her in den Mittenbereich in Anordnungsrichtung der Anodensegmente 52 (den Mittenbereich des Anodenzylinders 51) mit Presssitz eingeführt, wie durch den Pfeil Y in Fig. 16 gezeigt ist, derart, dass der Montagestift 40 mit den inneren Endflächen der Anodensegmente 52 in Kontakt tritt. Dadurch wird der Anodenaufbau in einem vormontierten Zustand gehalten, bei dem die eine Endfläche jedes der Anodensegmente 52 von dem Montagestift 40 gegen die Innenfläche des Anodenzylinders 51 gedrückt wird. Anschließend wird nur die zeitweise verwendete Montagelehre entfernt und das Hartlötfüllmetall 56 auf Endflächen an den längeren Seiten der Anodensegmente 52 aufgebracht, derart, dass es sich in Kontakt mit der Innenfläche des Anodenzylinders 51 befindet, wie in Fig. 16 gezeigt. Nachdem eines der (nicht gezeigten) magnetischen Polstücke an einem oberen offenen Ende des Anodenzylinders 51 angebracht worden ist, wird ein Ende der (nicht gezeigten) Antenne an einem der Anodensegmente 52 befestigt. Sodann wird der Anodenaufbau im vormontierten Zustand in einem nicht dargestellten Ofen auf eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 800 bis 900 Grad Celsius) aufgeheizt. Dadurch wird das Hartlötfüllmetall 56 geschmolzen und fließt in einen Zwischenraum zwischen der Innenfläche des Anodenzylinders 51 und der jeweils einen Endfläche jedes der Anodensegmente 52, der durch Ausdehnung hervorgerufen wird. Zu dieser Zeit werden auch die Plattierschichten auf den Gurtringen 54 und 55 und der nicht gezeigten Antenne geschmolzen. Durch Herausnehmen der Anodenbaugruppe aus dem Ofen unter Beibehaltung des vormontierten Zustands, sowie Kühlung, sind dann anschließend die Innenfläche des Anodenzylinders 51 und die jeweils eine Endfläche jedes der Anodensegmente 52, die Gurtringnuten 53a und 53b und die entsprechenden Gurtringe 54 und 55, sowie eines der Anodensegmente 52 und die (nicht gezeigte) Antenne aneinander befestigt.
Anschließend wird, nachdem der Montagestift 40 nach unten herausgezogen worden ist, das andere der (nicht gezeigten) magnetischen Polstücke am unteren offenen Ende des Anodenzylinders 51 befestigt, wodurch der Zusammenbau der Anodenbaugruppe beendet wird.
Bei dem herkömmlichen Magnetrongerät und dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren kommt der Montagestift 40, wenn er in Richtung der Mittelachse mit Pressitz eingesetzt oder herausgenommen wird, in Kontakt mit der inneren Endfläche jedes der Anodensegmente 52 und reibt gegen dieselbe in Richtung der Mittelachse über deren gesamte Oberfläche, das heißt, dass bei dem herkömmlichen Magnetrongerät und dem Herstellungsverfahren die Kontaktfläche des Montagestifts und jedes der Anodensegmente 52 der Länge der inneren Endflächen in Richtung der Mittelachse entsprechen, und damit ist die Länge der Kontaktfläche (bei A in Fig. 16 gezeigt) lang. Aus diesem Grund steigt bei dem herkömmlichen Magnetrongerät nebst Herstellungsverfahren der auf die Anodensegmente 52 durch die Kontaktflächen ausgeübte Berührungsdruck während derjenigen Zeitspanne, in der der Montagstift 40 unter Pressitz eingesetzt oder herausgenommen wird, sodass die Anodensegmente 52 einer Verformung unterworfen werden. Wird eine solche Verformung der Anodensegmente 52 hervorgerufen, lagert sich das geschmolzene Hartlötfüllmetall 56 nicht auf der gesamten Fläche der einen Endfläche jedes der Anodensegmente 52 ab, die Anodensegmente 52 lösen sich vielmehr infolge unzureichenden Hartlötens. Außerdem ändert die Deformation der Anodensegmente 52 die Gestalt der Gurtringnuten 53a und 53b, sodass eine Deformation der Gurtringe 54 und 55 hervorgerufen wird und die Gurtringe 54 und 55 sich lösen, weil die Gurtringe 54 und 55 nicht an den Gurtringnuten 53a und 53b befestigt werden.
Werden Komponenten wie die Mehrzahl von Anodensegmenten 52 in Masse produziert, ist es schwierig, diese Komponenten derart auszubilden, dass sie übereinstimmende äußere Abmessungen aufweisen und es ist unmöglich, Abweichungen in den äußeren Abmessungen vollständig zu verhindern. Aus diesem Grund kommt es bei dem herkömmlichen Magnetrongerät und dem Herstellungsverfahren vor, daß die Anode und die Kathode infolge der Abweichungen in den äußeren Abmessungen kurzgeschlossen werden.
Insbesondere im Falle, dass die Außenabmessungen der Anodensegmente 52 größer sind als die vorbestimmten Außenabmessungen und die Außenabmessungen der Innenfläche des Anodenzylinders 51 kleiner sind als die vorbestimmten Außenabmessungen, und wenn der Montagstift 40 von unten her unter Presssitz eingeführt wird, werden die inneren Endflächen jedes der Anodensegmente 52 durch die Belastung, die von dem Montagestift 40 durch dessen Presssitz hervorgerufen wird, in Bewegungsrichtung des Montagestifts 40 ausgedehnt, sodass an dem oberen Ende der jeweiligen inneren Endflächen Kupferfoliengrate 57 erzeugt werden, wie in Fig. 18 dargestellt. Als Folge davon tritt häufig dann, wenn längs der Mittelachse der Anodenbaugruppe (Anodenzylinder 51) die Kathode eingesetzt wird, ein Unfall auf, derart, dass die Grate 57 mit der Kathode in Berührung kommen und die Berührung einen Kurzschluss hervorruft. Ferner ist im Falle, dass der Anodenzylinder 51 oder die Anodensegmente 52 derart ausgebildet sind, dass sie Außenabmessungen aufweisen, die von den vorbestimmten äußeren Abmessungen verschieden sind, wie oben erwähnt, eine größere Kraft erforderlich, wenn der Montagestift 40 mit Presssitz eingesetzt oder herausgenommen wird, sodass auch an dem Montagestift 40 Auszackungen und Kratzer hervorgerufen werden und es erforderlich wird, den Montagestift 40 durch einen neuen zu ersetzen.
Außerdem sind bei jedem der Anodensegmente 52, wie oben erläutert wurde, die Gurtringnut 53a und die Anschlussnut 53c an einer der Endflächen an der längeren Seite vorgesehen, und die Gurtringnut 53b ist an der anderen Endfläche vorgesehen. Aus diesem Grunde ist bei dem herkömmlichen Magnetrongerät nebst Herstellungsverfahren die Druckkraft, welche die Anodensegmente 52 vom Montagestift 40 und dem Anodenzylinder 51 erfahren, in Richtung der Mittelachse nicht gleichmäßig, wenn der Montagestift 40 unter Druck eingesetzt wird, um in Kontakt mit den inneren Endflächen jedes der Anodensegmente 52 zu kommen. Insbesondere umfasst der Mittenbereich Vb nicht die Nuten 53a, 53b und 53c, wenn jedes Anodensegment 52 in drei Bereiche unterteilt ist, beispielsweise einen oberen Bereich Va, einen Mittelbereich Vb und einen unteren Bereich Vc in Richtung der Mittelachse, wie in Fig. 17 gezeigt ist. Dadurch ist der auf den Mittelbereich Vb ausgeübte Druck größer als derjenige, der auf die oberen und unteren Bereiche Va und Vc ausgeübt wird. Wird die Anodenbaugruppe im vormontierten Zustand aufgeheizt, ist die auf die oberen und unteren Bereiche Va und Vc von dem Montagstift 40 ausgeübte Druckkraft kleiner als die Druckkraft, die der Mittelbereich Vb von ihm erhält, da sich die Anodensegmente 52 ausdehnen und das geschmolzene Hartlötfüllmetall 56 in die Zwischenräume zwischen dem Anodenzylinder 51 und den Anodensegmenten 52 fließt.
Somit gleiten die Anodensegmente 52 über die innere Oberfläche und werden an der inneren Oberfläche des Anodenzylinders 51 mit den gegenüber der Richtung der Mittelachse geneigten jeweils einen Flächen der Anodensegmente 52 befestigt, wenn die auf die Anodensegmente 52 ausgeübte Druckkraft nicht gleichmäßig in der Richtung der Mittelachse ist, und zwar wegen der oben erwähnten Gründe in Kombination mit der Tatsache, dass die Oberfläche des Montagestifts 80 so glatt wie eine Spiegelfläche ist. Demzufolge variiert bei dem herkömmlichen Magnetrongerät nebst Herstellungsverfahren der Abstand zwischen zwei aneinander angrenzende Anodensegmente 52, das heißt der bei P1, P2 und P3 in Fig. 19 gezeigte Pitch, sodaß die Mehrzahl von Anodensegmenten 52 innerhalb des Anodenzylinders 51 nicht gleichmäßig voneinander beabstandet ist.
Wie oben erläutert wurde, werden sich bei dem herkömmlichen Magnetrongerät nebst Herstellungsverfahren wahrscheinlich eine Deformation der Anodensegmente 52 und der Gurtringe 54 und 55, sowie infolge ungenügenden Hartlötens ein Lösen von angelöteten Teilen ergeben, und außerdem werden Grate 57 entstehen und Abweichungen hinsichtlich des Pitches der Mehrzahl von Anodensegmente 52 hervorgerufen werden. Deshalb war es bei dem herkömmlichen Magnetrongerät nebst Herstellungsverfahren unmöglich, den innerhalb der Anodenbaugruppe 51 gewünschten Resonanzhohlraum zu definieren, sodass es unmöglich ist, auf stabile Weise Mikrowellen mit der Grundfrequenz zu oszillieren. Außerdem verschlechtert sich der Magnetronwirkungsgrad und es werden beachtliche Hochfrequenzgeräusche erzeugt.
Beispiele eines herkömmlichen Magnetrongeräts zur Verringerung des Berührungsdrucks zwischen dem Montagestift 40 und den Anodensegmenten 52 umfasst eines, das in der ungeprüften und veröffentlichten japanischen Patentanmeldung JP-A-1-52365 offenbart ist. Bei diesem herkömmlichen Magnetrongerät wird der Berührungsdruck, der hervorgerufen wird, wenn der Montagestift 40 mit Presssitz eingesetzt oder herausgenommen wird, dadurch reduziert, dass der zylindrische Abschnitt des Montagestifts 40 derart ausgebildet wird, dass er Abmessungen aufweist, die 50 bis 70% der inneren Endfläche jedes der Anodensegmente 52 betragen.
Bei dem herkömmlichen Magnetrongerät ergibt sich jedoch auf der inneren Endfläche jedes der Anodensegmente 52 ein Bereich, der durch Berührung mit dem zylindrischen Abschnitt des Montagestifts 40 unter Druck gesetzt wird, und ein anderer Bereich, der nicht gepreßt wird, weil er nicht in Kontakt mit dem zylindrischen Bereich kommt, sobald die Anodensegmente 52 gegen die Innenfläche des Anodenzylinders 51 gedrückt werden. Dadurch ist bei dem herkömmlichen Magnetrongerät die Presskraft, welche die Anodensegmente 52 erfahren, in Richtung der Mittelachse nicht ausbalanciert, sodass zusätzlich zu dem Problem, dass die Anodensegmente nicht gleichmäßig beabstandet werden, ein neues Problem auftritt dahingehend, dass der Durchmesser eines beschriebenen Kreises, der durch die innere Endfläche jedes der Mehrzahl von Anodensegmente 52 definiert ist, in Richtung der Mittelachse (in der Vertikalrichtung) variiert. Wegen dieser Probleme wird das beispielsweise in der JP-A-1-52365 gezeigte herkömmliche Magnetrongerät nicht realisiert und kommerzialisiert.
Aus der US-A-2 433 339 ist es bereits bekannt, eine zeitweise eingesetzte Montagelehre zu verwenden, um die Mehrzahl von Anodensegmenten in ihre jeweiligen vorbestimmten Positionen zu platzieren, wobei die Lehre zweifach abgeschrägt ist, um eine hohle Mittelhöhe der Flügelkanten zu schaffen.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Magnetrongerät und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, dass die vorerwähnten Probleme des herkömmlichen Geräts löst, mit niedrigeren Kosten gebaut werden kann und eine lange Lebensdauer besitzt.
Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe besitzt das Magnetrongerät:
einen Anodenzylinder mit einer Mehrzahl von plattenförmigen Anodensegmenten, die innerhalb des Anodenzylinders radial um die Mittelachse des Anodenzylinders angeordnet sind und von einem Stift, der mit Pressitz im Mittenbereich des Anodenzylinders sitzt, gegen die Innenfläche des Anodenzylinders gedrückt sind, derart, dass eine außenseitige Endfläche jedes Anodensegmentes an der Innenfläche festgelegt ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Anodensegmente im Mittelabschnitt seiner inneren Endfläche, welche den Stift berührt, eine Ausnehmung aufweist.
Entsprechend dieser Ausgestaltung kann ohne Modifikation eine vorhandene, herkömmlich verwendete, Montagelehre benutzt werden. Außerdem kann die Genauigkeit des Zusammenbaus des Magnetrongeräts auf einfache Weise verbessert werden, sodass das Magnetrongerät stabil betrieben werden kann.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt des Magnetrongeräts nach der vorliegenden Erfindung beträgt die Länge der Ausnehmung in Richtung der Mittelachse 20 bis 50% der Länge der inneren Endfläche in gleicher Richtung.
Gemäß dieser Ausbildung kann eine Verschlechterung des Magnetronwirkungsgrades eingedämmt werden.
Unter einem weiteren Gesichtspunkt wird bei dem Magnetrongerät nach der vorliegenden Erfindung in Richtung der Mittelachse an zumindest einem Eckbereich der inneren Endfläche ein abgeschrägter Abschnitt vorgesehen.
Entsprechend dieser Konfiguration lässt sich ein Magnetrongerät mit einer höheren Montagegenauigkeit erhalten.
Ein Herstellungsverfahren für eine Magnetronanordnung nach der vorliegenden Erfindung mit einem Anodenzylinder und einer Mehrzahl von plattenförmigen Anodensegmenten, die innerhalb des Anodenzylinders radial um die Mittelachse des Anodenzylinders angeordnet sind und von einem Stift, der mit Presssitz in den Mittenbereich des Anodenzylinders eingeführt ist, gegen die Innenfläche des Anodenzylinders gepresst werden, derart, dass eine außenseitige Endfläche jedes der Anodensegmente an der Innenfläche festgelegt ist, ist gekennzeichnet durch einen Schritt, bei welchem in einem Mittenbereich der inneren Endfläche jedes der Anodensegmente, das für einen Kontakt mit dem Stift bestimmt ist, eine Ausnehmung vorgesehen ist, und einen Schritt, bei welchem der Stift mit Presssitz in den Mittenbereich des Anodenzylinders eingepasst wird und die außenseitige Endfläche gegen die Innenfläche des Anodenzylinders gepresst und an dieser festgelegt bzw. befestigt wird.
Entsprechend dieser Ausgestaltung lässt sich eine herkömmlich verwendete und vorhandene Montagelehre so wie sie ist, ohne jede Modifikation, verwenden. Außerdem kann die Genauigkeit des Zusammenbaus des Magnetrongeräts einfach verbessert werden, sodass das damit hergestellte Magnetrongerät stabil betrieben werden kann.
Das Herstellungsverfahren für das Magnetrongeräts umfasst gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung einen Schritt, bei welchem die Länge der Ausnehmung in Richtung der Mittelachse derart ausgebildet wird, dass sie 20 bis 50% der Länge der inneren Endfläche in Richtung der Mittelachse beträgt.
Entsprechend dieser Ausgestaltung lässt sich der von einem Montageelement auf die Anodensegmente ausgeübte Druck ausreichend reduzieren, sodass ein Magnetrongerät mit hoher Montagegenauigkeit erhalten wird.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren für das Magnetrongerät zusätzlich einen Schritt, bei welchem an zumindest einem Eckbereich der Innenfläche in Richtung der Mittelachse ein abgeschrägter Abschnitt vorgesehen wird.
Entsprechend dieser Ausgestaltung kann der von dem Montageelement auf den Mittelbereich des Anodenzylinders ausgeübte Einsetzdruck weiter verringert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausgestaltung eines Magnetrongerätes zeigt.
Fig. 2 ist eine teilweise weggeschnittene, schaubildliche Ansicht, die eine Ausgestaltung eines Hauptteils einer Magnetronanordnung nach der vorliegenden Erfindung zeigt und zur Produktion des in Fig. 1 gezeigten Magnetrongeräts führt, bevor ein Hartlötfüllmetall geschmolzen wird.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, welche die Ausgestaltung des Hauptteils der Anodenbaugruppe des in Fig. 2 gezeigten Magnetrongeräts darstellt, nachdem das Hartlötfüllmetall geschmolzen worden ist.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Magnetroneffizienz und dem Verhältnis einer Länge Hb zu einer Länge Ha zeigt.
Fig. 5 zeigt eine Ansicht der Ausgestaltung einer modifizierten Version des in Fig. 3 gezeigten Anodensegments.
Fig. 6 ist eine Ansicht einer Ausgestaltung einer weiteren modifizierten Version des in Fig. 3 gezeigten Anodensegmentes.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau eines Hauptteils einer Anodenbaugruppe eines Magnetrongeräts nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist eine Ansicht, die eine Ausgestaltung einer modifizierten Version des Anodenaufbaus nach Fig. 7 zeigt.
Fig. 9 ist eine Ansicht einer Konfiguration einer weiteren modifizierten Version des Anodenaufbaus nach Fig. 7.
Fig. 10 ist eine Ansicht einer Konfiguration einer weiteren modifizierten Version des Anodenaufbaus nach Fig. 7.
Fig. 11 ist eine Ansicht einer Konfiguration einer weiteren modifizierten Version des Anodenaufbaus nach Fig. 7.
Fig. 12 ist eine grafische Darstellung, welche Messergebnisse des Geräuschpegels an der 5. Harmonischen zeigt.
Fig. 13 ist ein Messergebnis, das bei dem herkömmlichen Magnetrongerät nach Fig. 16 die Geräuschcharakteristiken in der Nachbarschaft der 5. Harmonischen zeigt.
Fig. 14 ist ein Messergebnis, das die Geräuschcharakteristiken in der Nachbarschaft der 5. Harmonischen bei einem Magnetron zeigt, das unter Verwendung der Anordnung nach der ersten Ausführungsform produziert worden ist.
Fig. 15 ist ein Messergebnis, das die Geräuschcharakteristiken in der Nachbarschaft der 5. Harmonischen bei einem Magnetrongerät nach der zweiten Ausführungsform zeigt, das unter Verwendung der Anordnung nach der ersten Ausführungsform produziert worden ist.
Fig. 16 ist eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht, die die Gestalt eines Hauptteils einer Anodenbaugruppe bei einem herkömmlichen Magnetrongerät vor dem Schmelzen von Hartlötfüllmetall zeigt.
Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht, die die Konfiguration eines Hauptteils der Anodenbaugruppe bei dem herkömmlichen Magnetrongerät zeigt, nach dem das Hartlötfüllmetall geschmolzen ist.
Fig. 18 ist eine erläuternde Ansicht, die bei dem herkömmlichen Magnetrongerät die Erzeugung von Graten zeigt.
Fig. 19 ist eine erläuternde Ansicht, welche die Veränderung im Pitch der Anodensegmente bei dem herkömmlichen Magnetrongerät zeigt.

Einzelbeschreibung der Erfindung

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen eines Magnetrongeräts und eines Herstellungsverfahrens nach der vorliegenden Erfindung beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausgestaltung eines Magnetrons zeigt. Fig. 2 ist eine teilweise weggeschnittene schaubildliche Ansicht, die den Aufbau eines Hauptteils einer Magnetronanordnung zeigt, die zu der Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Magnetrongerätes führt, bevor ein Hartlötfüllmetall geschmolzen wird. Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, welche den Aufbau des Hauptteils der Anodenbaugruppe, bei der in Fig. 2 gezeigten Magnetronanordnung zeigt, nachdem das Hartlötfüllmetall geschmolzen worden ist.
Gemäß Fig. 1 umfasst das Magnetrongerät einen Anodenzylinder 1, erste und zweite magnetische Polstücke 2 und 3, die jeweils an den oberen und unteren offenen Enden des Anodenzylinders 1 befestigt sind, und erste und zweite mit Durchführungsdichtungen versehene Metallzylinder 4 und 5, die jeweils an den ersten und zweiten magnetischen Polstücken 2 und 3 befestigt sind. Die äußere Endfläche des ersten magnetischen Polstücks 2 ist mit einem Flansch 4a abgedeckt, der an einem Ende des ersten Metallzylinders 4 vorgesehen ist. Ein Rand des Flansches 4a ist am oberen offenen Ende des Anodenzylinders 1 befestigt. Am anderen Ende des ersten Metallzylinders 4 ist ein Mikrowellen-Ausgangsanschluss 7 durch einen Isolierring 6 eingesiegelt. In entsprechender Weise ist die äußere Endfläche des zweiten magnetischen Polstücks 3 von einem Flansch 5a abgedeckt, der an einem Ende des zweiten Metallzylinders 5 vorgesehen ist, und ferner ist ein Rand des Flansches 5a an dem unteren offenen Ende des Anodenzylinders 1 befestigt. Am anderen Ende des zweiten Metallzylinders 5 ist ein Kathodenanschlussleitungsschaft 8 eingesiegelt.
An der Peripherie des Anodenzylinders 1 ist eine Mehrzahl von Rippen 9 in einer Vielzahl von Stufen vorgesehen, um innerhalb des Anodenzylinders 1 erzeugte Wärme abzuführen. An der peripheren Endfläche des ersten magnetischen Polstücks 2 ist ein erster ringförmiger Permanentmagnet 10 koaxial zum Flansch 4a platziert, und eine magnetische Polfläche 10a und das erste magnetische Polstück 2 sind einander magnetisch assoziiert. In gleicher Weise ist an der peripheren Endfläche des zweiten magnetischen Polstücks 3 ein zweiter ringförmiger Permanentmagnet 11 koaxial zum Flansch 5a angeordnet und es sind eine magnetische Polfläche 11a und das zweite magnetische Polstück 3 einander magnetisch assoziiert. Die anderen magnetischen Polflächen 10b und 11b der ersten und zweiten Permanentmagnete 10 und 11 sind durch ein napfförmiges Joch 12, das die Rippen 9 umgibt, magnetisch miteinander verbunden. Um das Lecken von Hochfrequenzgeräuschen zu verhindern ist ein metallisches Abschirmgehäuse 13, das den oben erwähnten Anschlussschaft 8 und ein nicht gezeigtes, bekanntes LC-Filterschaltungselement aufnimmt, am Boden des napfförmigen Jochs 12 befestigt.
Innerhalb des Anodenzylinders 1 ist eine längs der Mittelachse desselben angeordnete Wickelkathode 14 und eine Mehrzahl von Anodensegmenten 15, die koaxial und radial rund um die Kathode angeordnet sind, zur Definition eines Resonanzhohlraums vorgesehen. Die Kathode 14 ist innerhalb des Anodenzylinders 1 mit einem Paar Kathodenanschlüsse 14a und 14b verbunden. Das Kathodenanschlusspaar 14a und 14b ist durch den Schaft 8 aus dem Anodenzylinder 1 herausgeführt und mit einer nicht gezeigten Hochfrequenzleistungsquelle verbunden. Innerhalb des Anodenzylinders 1 ist eine Antenne 1b, die mit einem Ende mit dem Mikrowellenausgangsanschluss 7 verbunden ist, mit einem der Anodensegmente 15 verbunden. Dadurch gibt das Magnetrongerät eine Mikrowelle mit einer Grundfrequenz von beispielsweise 2450 Hertz am Mikrowellenausgangsanschluss 7 ab.
An dieser Stelle wird eine Anodenbaugruppe eine Magnetronanordnung nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 im einzelnen näher erläutert.
In Fig. 1 bis Fig. 3 ist die Anodenbaugruppe eine der Baugruppeneinheiten zum Zeitpunkt der Herstellung des Magnetrongeräts und bildet eine integrale Baugruppe des Anodenzylinders 1, der ersten und zweiten magnetischen Polstücke 2 und 3, der Mehrzahl von Anodensegmenten 15, der Antenne 16 und zweier Paare von Gurtringen 17 (17a und 17b) und 18 (18a und 18b) zwecks Verbindung der Mehrzahl von Anodensegmenten 15 innerhalb des Anodenzylinders 1. Eine solche Anodenbaugruppe ermöglicht eine Verbesserung der Präzision des Zusammenbaus der Magnetronanordnung. Der Anodenzylinder 1, die Anodensegmente 15 und die Gurtringe 17 und 18 sind aus demselben metallischen Material hergestellt, beispielsweise aus sauerstofffreiem Kupfer, und sind nach dem Hartlötverfahren unter Verwendung eines Hartlötfüllmaterials miteinander verbunden, das aus einer Legierung von Silber und Kupfer besteht. Die Antenne 16 ist beispielsweise aus sauerstofffreiem Kupfer und die ersten und zweiten magnetischen Polstücke 17 und 18 sind aus einem magnetischen Material, wie Eisen, hergestellt. Innerhalb des Anodenzylinders 1 ist die Mehrzahl von Anodensegmenten 15 (15a, 15b, 15c, 15d, ---), beispielsweise zehn Anodensegmente, gleichmäßig beabstandet. Jedes der Anodensegmente 15 ist in Plattenform ausgebildet und besitzt beispielsweise eine Länge von 9,5 mm, eine Breite von 13 mm und eine Dicke von 2 mm. Diese Anodensegmente 15 werden durch einen Montagestift 40, der einen zeitweise benutzten Lehrenstift darstellt, der durch die strichpunktierte Linie in der Figur dargestellt ist, gegen die Innenfläche des Anodenzylinders 1 gepresst, und die eine Endfläche an der kürzeren Seite wird an der Innenfläche des Anodenzylinders 1 dadurch befestigt, dass ein drahtförmiges Hartlötfüllmetall 19 (Fig. 2) geschmolzen wird. An einander gegenüberliegenden Endflächen (das heißt, der oberen Fläche und der unteren Fläche) an der längeren Seite jedes der Anodensegmente 15 sind Gurtringnuten 20a und 20b für das Hartlöten von zwei Paaren von Gurtringen 17 (17a und 17b) und 18 (18a und 18b) vorgesehen. An den oberen Endflächen jedes der Anodensegmente 15, wo die Gurtringnut 20a vorgesehen ist, ist eine Anschlussnut 20c für den Anschluss eines Endes der Antenne 16 vorgesehen. Die Gurtringe 17b und 18a sind an jedem zweiten Anodensegment 15a, 15c, --- hart angelötet, und die Gurtringe 17a und 18b sind an den verbleibenden Anodensegmenten 15b, 15d, --- hart angelötet. Auf der Oberfläche jedes der Gurtringe 17 und 18 ist eine nicht gezeigte Plattierschicht aus Hartlötfüllmaterial 19 ausgebildet, und wird das Hartlötfüllmetall 19 geschmolzen, um die eine Endfläche jedes der Anodensegmente 15 an der Innenfläche des Anodenzylinders 1 zu befestigen, dann wird auch die Plattierschicht geschmolzen, sodass die Gurtringe 17 und 18 mit den zugehörigen Anodensegmenten 15 verbunden werden.
An einer Endfläche jedes der Anodensegmente 15 an der mittigen Seite in Richtung der Anordnung, das heißt an einer inneren Endfläche 21, die der einen Endfläche an der kürzeren Seite gegenüberliegt und sich in Kontakt mit dem Lehrenstift 40 befindet, ist eine Ausnehmung 22 mit einer rechteckigen Öffnungskonfiguration im Mittenbereich und in Richtung der Mittelachse des Anodenzylinders 1 (durch den Pfeil F in der Figur angedeutet) vorgesehen. In diesem Falle ist die Öffnungskonfiguration die Konfiguration der Ausnehmung 22, gesehen in der Dickenrichtung jedes der Anodensegmente 15. Die Ausnehmung 22 wird durch ein Schneiden der inneren Endfläche 21 ausgebildet, derart, dass sie eine Länge Hb in Richtung der Mittelachse und eine Tiefe D in Richtung des Radius des Anodenzylinders 1 besitzt. Die Länge Hb der Ausnehmung 22 ist derart gewählt, dass sie 20 bis 50% der Länge Ha der inneren Endfläche 21 in Richtung der Mittelachse beträgt. An der inneren Endfläche 21 kann ein abgeschrägter Abschnitt vorgesehen sein, wobei an zumindest einem der Eckbereiche 21a und 21b in Richtung der Mittelachse eine Abschrägung vorgesehen ist.
Durch diese Ausgestaltung kann bei dem Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform die Kontaktfläche zwischen den Anodensegmenten 15 und dem Montagestift 40 verkleinert werden, sodass der von dem Montagestift 40 auf die Anodensegmente 15 ausgeübte Druck reduziert werden kann. Folglich können bei dem Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform Probleme wie die Deformation der Anodensegmente und das Lösen von angelöteten Teilen infolge unzureichenden Lötens bei dem herkömmlichen Magnetrongerät gelöst werden, wie es weiter oben beschrieben wurde, und auch die Erzeugung der in Fig. 18 gezeigten Grate, sodass ohne irgendwelche fehlerhafte Oszillation auf stabile Weise Mikrowellen mit der Grundfrequenz oszilliert werden können. Ferner kann bei dem Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform eine gewöhnliche, herkömmlich verwendete, Montagelehre ohne jedwede Modifikation benutzt werden, wie der Montagestift 40, sodass eine Erhöhung der Herstellungskosten infolge Modifikation der Herstellungsausrüstung vermieden werden kann.
Der Montagestift 40 ist aus einem teures keramisches Siliziumnitrid (Si&sub3;N&sub4;) enthaltenden Element hergestellt, und die Oberfläche eines zylindrischen Abschnittes desselben, der sich in Kontakt mit der inneren Endfläche 21 befindet, ist derart ausgebildet, dass er so glatt wie eine Spiegelfläche ist. Der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts ist derart eingestellt, dass der Durchmesser des von einer Mehrzahl von koaxial und radial angeordneten Anodensegmenten 15 definierten einbeschriebenen Kreises einen Wert besitzt, der auf der Grundlage der Betriebstheorie für das Magnetrongerät bestimmt ist.
Als nächstes werden in konkreter Weise die technischen Vorteile der Ausnehmung 22 erläutert. In der unten erwähnten Beschreibung ist jedes Anodensegment 15 in drei Bereiche geteilt, das heißt einen Mittelbereich Vy mit der Ausnehmung 22 und obere und untere Bereiche Vx und Vz, die oberhalb und unterhalb des Mittelbereichs Vy gelegen sind.
Bei den Anodensegmenten 15 nach dieser Ausführungsform sind mit Ausnahme des Abschnitts mit der Ausnehmung 22 zwei Abschnitte bzw. Bereiche, das heißt die innere Endfläche 21 im oberen Bereich Vx und die innere Endfläche 21 im unteren Bereich Vz, mit dem Montagestab 40 in Kontakt. Demzufolge wird der vom Montagestift 40 ausgeübte Druck nur auf die oberen und unteren Bereiche Vx und Vz ausgeübt und der Berührungsbereich mit dem Montagestift 40 lässt sich also verkleinern. Demzufolge können bei dem Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform die Anodensegmente 15 in gut ausbalancierter Weise an den oberen und unteren beiden Bereichen abgestützt werden, die in Richtung der Mittelachse bezüglich des Montagestifts 40 geteilt sind, sodass die Genauigkeit des Zusammenbaus des Magnetrongeräts auf einfache Weise verbessert werden kann. Ferner kann auch die Flachheit der Kontaktfläche, die mit dem Montagestift 40 in Berührung kommt, ebenso auf einfache Weise verbessert werden, da die Kontaktfläche mit dem Montagestift 40 verkleinert ist, sodass sich der von dem Montagestift 40 auf den Mittelbereich in Richtung auf die Anordnung der Anodensegmente 15 ausgeübte Einsetzdruck verringern läßt.
Außerdem sind die Gurtringnuten 20a und 20b an den Endflächen der längeren Seiten jedes der Anodensegmente 15 vorgesehen. Dadurch wird der auf die oberen und unteren Bereiche Vx und Vz von dem Montagestift 40 ausgeübte Druck verringert, sodass der Einsetzdruck des Montagestifts 40, der auf den Mittelbereich in der Richtung der Anordnung der Anodensegmente 15 ausgeübt wird, weiter reduziert werden kann. Sogar dann, wenn jeweils in dem vom Montagestift 40 in den oberen und unteren Bereichen Vx und Vz ausgeübten Druck ein Ungleichgewicht auftritt, kann dieses Ungleichgewicht durch die Abschnitte der Gurtringnuten 20a und 20b absorbiert werden.
Somit kann bei dem Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform durch das Vorsehen der Ausnehmung 22 im Mittelbereich in Richtung der Mittelachse der inneren Endfläche 21 der von dem Montagestift 40 auf die Anodensegmente 15 ausgeübte Druck reduziert und vergleichmäßigt werden. Demnach können bei der Magnetronanordnung nach dieser Ausführungsform die bei den herkömmlichen Magnetrongeräten vorhandenen Probleme, wie die zum Zeitpunkt des Zusammenbaus hervorgerufene Deformation der Anodensegmente und der Gurtringe, das Lösen von gelöteten Teilen infolge unzureichender Lötung, die Erzeugung von in Fig. 18 gezeigten Graten, und die in Fig. 19 gezeigten Änderungen des Pitches gelöst werden. Als Ergebnis kann bei dem unter Verwendung dieser Anordnung hergestellten Magnetrongerät ein stabiler Betrieb mit einer vorbestimmten Frequenz ohne fehlerhafte Oszillation durchgeführt werden, und zwar infolge der Verwendung einer gewöhnlichen herkömmlichen Montagelehrelehre wie sie ist.
Im Gegensatz dazu ist bei einer herkömmlichen Magnetronanordnung, wie sie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 17 beschrieben wurde, die auf den Mittelbereich Vb ausgeübte Druckkraft größer als diejenige, die auf die oberen und unteren BBereiche Va und Vc in Richtung der Mittelachse der Anodensegmente ausgeübt wird, wenn der Montagestift 40 unter Presssitz in den Mittelbereich in Richtung der Anordnung der Anodensegmente eingesetzt wird. Deshalb wird beim herkömmlichen Magnetrongerät die in Fig. 19 dargestellte Variation des Pitches der Anodensegmente hervorgerufen, sodass die Mehrzahl von Anodensegmenten nicht gleichmäßig beabstandet wird.
Als nächstes werden die Tiefe D und die Länge Hb der Ausnehmung 22 im einzelnen erläutert.
Die Tiefe D der Ausnehmung 22 definiert den Abstand von der inneren Endfläche 21 jedes der Anodensegmente 15 in Richtung auf die Innenfläche des Anodenzylinders 1 (den Abstand in Richtung des Radius), wenn die Anodensegmente 15 am Anodenzylinder 1 befestigt sind. Die Wirkungen der Reduzierung und Vergleichmäßigung des von dem Montagestift 40 auf die Anodensegmente 15 ausgeübten Drucks können stets dadurch erhalten werden, dass eben die Ausnehmung 22 vorgesehen wird, sodass der Bereich der Ausnehmung 22 an einem Kontakt mit dem Montagestift 40 gehindert ist. Die Tiefe D der Ausnehmung 22 kann deshalb jedwede Tiefe sein, solange, wie der Bereich der Ausnehmung 22 stets außer Kontakt mit dem Montagestift 40 gehalten werden kann.
In Ansehung der Deformation der Anodensegmente 15 zum Zeitpunkt der Ausdehnung ist es deshalb erforderlich, dass die Tiefe D der Ausnehmung 22 nicht kleiner ist als näherungsweise 0,1 mm. Für die Massenproduktion ist es im Hinblick auf die Abmessungstoleranz der Anodensegmente 15 und Abweichungen infolge des Stanzherstellungsverfahrens erforderlich, dass die Tiefe D nicht kleiner ist als 0,2 mm.
Die Länge Hb der Ausnehmung 22 definiert die Länge in Richtung der Mittelachse, wenn die Anodensegmente 15 am Anodenzylinder 1 befestigt sind. Die Erfinder haben durch Prüfung festgestellt, dass es erforderlich ist, dass das Verhältnis der Länge Hb zur Länge der Anodensegmente 15 in Richtung der Mittelachse, das heißt die Länge Ha der hinteren Endfläche 21, nicht kleiner ist als 20%, um die Genauigkeit des Zusammenbaus der Anodenbaugruppe durch Reduzieren und Vergleichmäßigen des von dem Montagestift 40 auf die Anodensegmente 15 ausgeübten Drucks zu verbessern.
Ferner ist es unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Druck von dem Montagestift 40 durch die Anodensegmente 15 absorbiert wird, höchst wünschenswert, die Ausnehmung 22 an allen Mittelbereichen in Richtung der Mittelachse der Anodensegmente 15 vorzusehen, welche den Gurtringnuten 20a und 20b nicht gegenüberliegen. Das heißt, wie in Fig. 3 gezeigt, dass es höchst wünschenswert ist, wenn die Länge der Gurtringnuten 20a und 20c Hc beträgt, die Ausnehmung 22 derart auszubilden, dass die Relation Hb = Ha - 2 · Hc gilt. Bei den Anodensegmenten 15 eines typischen Magnetrongeräts beträgt das Verhältnis der Länge Hb zur Länge Ha näherungsweise 40-80%, da die Länge Hc 10-30% der Länge Ha beträgt.
Auf der anderen Seite wächst dann, wenn die Ausnehmung 22 an der inneren Endfläche 21 jedes der Anodensegmente 15 bei einem Magnetrongerät ausgebildet ist, der Abstand von der Kathode 14, die im Mittenbereich in Richtung des Arrangements angeordnet ist, während des Betriebs des unter Verwendung dieses Arrangements hergestellten Magnetrongerätes am Abschnitt der Ausnehmung 22 an. Deshalb besteht die Möglichkeit, dass die Magnetroneffizienz reduziert wird. Dementsprechend ist es unter Berücksichtigung der Magnetroneffizienz wünschenswert, dass die Länge Hb der Ausnehmung 22 so klein wie möglich ist.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 das Verhältnis zwischen der Magnetroneffizienz und der Tiefe D und der Länge Hb der Ausnehmung 22 erläutert, wie es durch ein Experiment der Erfinder festgestellt wurde.
Fig. 4 ist eine grafische Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Magnetroneffizienz und dem Verhältnis der Länge Hb zur Länge Ha zeigt. Die in Fig. 4 dargestellten Kurven 31, 32 und 33 sind Ergebnisse des Experiments, wenn die Tiefe D der Ausnehmung 22 jeweils 0,2 mm, 0,3 mm und 0,4 mm beträgt.
Aus den Kurven 31, 32 und 33 der Fig. 4 ist deutlich, dass die Magnetroneffizienz umso niedriger ist, je größer das Verhältnis der Länge Hb der Ausnehmung 22 zu der Länge Ha der inneren Endfläche 21 ist, und dass, je größer die Tiefe D der Ausnehmung 22 ist, desto größer die Verschlechterung der Magnetroneffizienz ist. Bei dem unter Verwendung dieses Arrangements hergestellten Magnetrongerät wird eine Magnetroneffizienz von nicht weniger als näherungsweise 70% im praktischen Gebrauch gefordert, wie bekannt. Deshalb ist es zu wünschen, dass dann, wenn im Hinblick auf die Abmessungstoleranz zum Zeitpunkt der Massenproduktion die Tiefe D der Ausnehmung 22 auf 0,2 mm gesetzt wird, die Länge Hb der Ausnehmung 22 auf nicht weniger als 50% der Länge Ha der inneren Endfläche 21 eingestellt wird.
Aus der oben beschriebenen Prüfung ergibt sich, dass es offensichtlich ist, dass das Verhältnis der Länge Hb der Ausnehmung 22 zur Länge Ha der inneren Endfläche 21 in wünschenswerter Weise ausgewählt und eingestellt worden ist, derart, dass das Verhältnis etwa 20-50% beträgt.
Ferner wurde gemäß einem Experiment der Erfinder beispielsweise ein Magnetrongerät unter Verwendung der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung für einen Mikrowellenofen mit einer Ausgangsleistung von 500-1000 Watt hergestellt. Dabei hatte das Magnetrongerät (im folgenden als Experimentalprodukt 1 bezeichnet) Anodensegmente 15, bei welchen die Länge Hader inneren Endfläche 21 9,5 mm, die Tiefe Hc der Gurtringnuten 20a und 20b 2,6 mm, die Tiefe D der Ausnehmung 22 0,2 mm und die Länge Hb der Ausnehmung 22 4,0 mm (Hb/Ha = 42%) betrug. Beim Experimentalprodukt 1 wurden Resultate erzielt, die für die praktische Verwendung genügen, derart, dass die Genauigkeit des Zusammenbaus genügt und die Magnetroneffizienz näherungsweise 71% beträgt.
Bei der obigen Beschreibung ist die Öffnungskonfiguration der Ausnehmung 22 jedes Anodensegments 15 rechteckig. Jedoch kann die Öffnungskonfiguration jedwede Gestalt aufweisen, solange ein vorbestimmter räumlicher Abstand im Mittelbereich jedes der Anodensegmente 51 in Richtung der Mittelachse vorhanden ist. Eine Ausnehmung kann eine abgeschrägte Öffnungsausbildung oder eine kreisförmige Öffnungsausbildung besitzen, die jeweils in der Fig. 5 und in der Fig. 6 gezeigt ist. Diesmal ist die Tiefe D ein Abstand von einem Punkt in der Ausnehmung 22, der am weitesten von der inneren Endfläche 21 entfernt ist, und die Länge Hb ist die Größe des breitesten Teils der Ausnehmung 22, das heißt die Größe der Ausnehmung 22 an der inneren Endfläche 21 jedes der Anodensegmente 15.
Bei der obigen Beschreibung werden die Anodensegmente 15 durch Verwendung eines Montage- oder Lehrenstifts gegen die Innenfläche des Anodenzylinders 1 gepresst, wobei dieser Stift den zylindrischen Abschnitt aufweist, der mit einer Mehrzahl der Innenflächen 21 in Kontakt kommt. Der Montagestift 40 ist jedoch nicht auf einen solchen beschränkt, der einen zylindrischen Abschnitt aufweist, vielmehr kann ein Montageelement verwendet werden, das derart ausgelegt ist, dass es in Kontakt mit den inneren Endflächen 21 jedes der Anodensegmente 15 kommt.

Herstellungsverfahren

Bei dem Herstellungsverfahren für das Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform werden als erstes die Mehrzahl von Anodensegmenten 15 und die Gurtringe 17 und 18 in den jeweiligen vorbestimmten Positionen innerhalb des Anodenzylinders 1 unter Verwendung der nicht dargestellten, zeitweilig zu verwendenden Zusammenbaulehre platziert. Sodann wird der Montagestift 40 längs der Mittelachse des Anodenzylinders 1 bewegt und mit · Presssitz von unten her in den Mittelbereich in Richtung der Anordnung der Anodensegmente 15 (den Mittelbereich des Anodenzylinders 1) eingeführt, wie durch den Pfeil Y in Fig. 2 gezeigt ist. So kommt der Montagestift 40 mit jeder der inneren Endflächen 21 jedes der Anodensegmente 15 in Berührung. Somit ist die Anodenbaugruppe in einem vormontierten Zustand gehalten, in dem die eine Endfläche jedes der Anodensegmente 15 gegen die Innenfläche des Anodenzylinders 1 gepresst ist, und zwar durch den Montagestift 40. Sodann wird nur die zeitweilige Montagelehre gelöst und Hartlötfüllmetall 19 auf die Endfläche an der längeren Seite jedes der Anodensegmente 15 gebracht, um in Kontakt mit der Innenfläche des Anodenzylinders 1 zu sein, wie in Fig. 2 gezeigt. Nachdem das magnetische Polstück 2 am oberen offenen Ende des Anodenzylinders 1 angebracht worden ist, wird ein Ende der Antenne 16 an einem der Anodensegmente 15 angebracht. Sodann wird die Anodenbaugruppe in dem vormontierten Zustand auf eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 800-900 Grad Celsius) aufgeheizt, und zwar in einem nicht gezeigten Ofen. Dadurch wird das Hartlötfüllmetall 19 geschmolzen und fließt in einen Zwischenraum zwischen der Innenfläche des Anodenzylinders 1 und der einen Endfläche jedes der Anodensegmente 15, der durch die Ausdehnung hervorgerufen wird. Zu diesem Zeitpunkt werden auch die Plattierungsschichten auf den Gurtringen 17 und 18 und der Antenne 16 geschmolzen. Sodann werden dadurch, dass man die Anodenbaugruppe unter Aufrechterhaltung des vormontierten Zustandes aus dem Ofen herausnimmt und kühlt, die Innenfläche des Anodenzylinders 1 und die eine Endfläche jedes der Anodensegmente 15, die Gurtringnuten 20a und 20b und die Gurtringe 17 und 18, sowie die Antenne 16 und das eine der Anodensegmente 15 aneinander befestigt. Sodann wird, nachdem der Montagestift 40 nach unten herausgezogen worden ist, das magnetische Polstück 3 an dem unteren offenen Ende des Anodenzylinders 1 befestigt, sodass der Zusammenbau der Anodenbaugruppe beendet ist.
Bei dem Herstellungsverfahren für das Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform ist die Berührungsfläche zwischen der inneren Endfläche 21 und dem Montagestift 40 kleiner als bei dem herkömmlichen Gerät, sodass der von dem Montagestift 40 auf die Anodensegmente 15 ausgeübte Druck geringer ist, und zwar wegen der Anordnung der Ausnehmung 22 im Mittelbereich der inneren Endfläche 21 jedes der Anodensegmente 15. Folglich ist der auf die beiden Paare von Gurtringen 17 und 18, die in Richtung der Mittelachse an den oberen und unteren Enden jedes der Anodensegmente 51 angeordnet sind, ausgeübte Druck kleiner als bei dem herkömmlichen Gerät, sodass die Hartlötpräzision sich verbessert und die Deformation der Gurtringe 17 und 18, sowie das Lösen von gelöteten Teilen infolge ungenügender Lötung verhindert werden kann, während der Montagestift 40 mit Presssitz eingesetzt und wieder herausgenommen wird.
Der Druck, den die Anodensegmente 15 durch den Montagestift 40 erfahren, wird in Richtung der Mittelachse in die oberen und unteren Bereiche Vx und Vz verteilt und vergleichmäßigt, weil im Mittelbereich in Richtung der Mittelachse die Ausnehmung 22 vorgesehen ist. Da in den oberen und unteren Bereichen Vx und Vz die Gurtringnuten 20a und 20b vorgesehen sind, werden auch dann, wenn die Anodensegmente 15 sich infolge von Temperaturanstieg zum Zeitpunkt des Hartlötens ausdehnen, die expandierten Teile von den Gurtringnuten 20a und 20b absorbiert, sodass der Druck gleichmäßig ausgeübt wird.
Insbesondere wird auch dann, wenn eine Abweichung der Außenabmessung oder eine Ausdehnung der Anodensegmente 15 hervorgerufen wird, von dem Montagestift 40 kein Druck auf den Mittelbereich Vy ausgeübt, da der zentrale Mittelbereich Vy jedes der Anodensegmente 15 einen räumlichen Abstand von dem Montagestift 40 aufweist, der durch die Tiefe D definiert ist. Deshalb sind selbst dann, wenn die Anodensegmente 15 bei Aufheizung expandieren, die auf die oberen und unteren Bereiche Vx und Vz ausgeübten Drücke gleich. Folglich können die Anodensegmente 15 in den zwei Abschnitten der oberen und unteren Bereiche Vx und Vz stets in einem stabilen Zustand gegen den Montagestift 40 gedrückt werden, sodass selbst dann, wenn der Montagestift 40 eine Oberfläche aufweist, die so glatt wie eine Spiegelfläche ist, die in Fig. 19 dargestellte Abweichung des Pitches niemals verursacht werden kann. Das bedeutet, dass bei dem Herstellungsverfahren für ein Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform die mehrfachen Anodensegmente 15 im Anodenzylinder 1 gleichmäßig beabstandet werden können, derart, dass eine Magnetronanordnung, die für die Herstellung eines Magnetrongerätes geeignet ist, das stabil arbeitet, erhalten werden kann.
Wie oben erläutert wurde, kann gemäß dem Herstellungsverfahren für das Magnetrongerät nach der vorliegenden Erfindung die Präzision des Zusammenbaus der Anodenbaugruppe auf einfache Weise verbessert werden, ohne dass das Verfahren von der Vormontage bis zum Hartlöten modifiziert würde, und zwar unter Verwendung einer gewöhnlichen herkömmlichen Zusammenbaulehre wie sie ist, ohne jede Modifikation. Vor allen Dingen kann, da der Montagestift teuer ist, da von ihm hoher Hitzewiderstand und hoher Abriebwiderstand verlangt werden, ein herkömmlicher, vorübergehend gebrauchter Montagestift benutzt werden, und zwar so wie er ist, ohne jedwede Modifikation, sodass ein hohes Ansteigen der Herstellungskosten verhindert ist.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Konfiguration eines Hauptteils eines Anodenaufbaus eines Magnetrongeräts nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist bei der Ausgestaltung des Magnetrongeräts ein abgeschrägter Abschnitt vorgesehen, insofern, als zumindest ein Eckbereich der inneren Endfläche der Anodensegmente abgeschrägt ist. Die anderen Elemente und Abschnitte sind denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechend und es werden deshalb überlappende Beschreibungen gleicher Teile weggelassen.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist bei dem Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform an einem Eckbereich der inneren Endfläche 21 jedes der Anodensegmente 25 und 25' ein geneigter, abgeschrägter Abschnitt 25 vorgesehen. Die Anodensegmente 25 und 25' sind an der Innenfläche des Anodenzylinders 1 derart befestigt, dass die abgeschrägten Abschnitte 26 in Richtung der Mittelachse auf der Oberseite angeordnet sind, das heißt, dass bei dem Anodensegment 25 der abgeschrägt Abschnitt 26 durch Abschrägen eines Eckabschnitts ausgebildet ist, und zwar dort, wo die innere Endfläche 21 diejenige Endfläche schneidet, wo die Gurtringnut 20a vorgesehen ist. Bei dem Anodensegment 25' ist der abgeschrägte Abschnitt durch Abschrägen eines Eckbereichs ausgebildet dort, wo die innere Endfläche 21 diejenige Endfläche schneidet, an der die Gurtringnut 20b vorgesehen ist. Durch das Schaffen eines solchen abgeschrägten Abschnitts 26 ist bei dem Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform die Berührungsfläche zwischen dem Montagestift 40 und den Anodensegmenten 25 und 25' kleiner als bei der ersten Ausführungsform, sodass der von dem Montagestift 40 auf die Anodensegmente 25 und 25' ausgeübte Druck weiter verringert werden kann.
Darüber hinaus können, wie in Fig. 8 gezeigt ist, die Anodensegmente 25 und 25' an der Innenfläche des Anodenzylinders 1 derart befestigt sein, dass die abgeschrägten Abschnitte 26 in Richtung der Mittelachse an der untern Seite angeordnet sind.
Ferner, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, können die an der Innenfläche des Anodenzylinders 1 befestigten Anodensegmente lediglich von einer der Arten der beiden Anodensegmente 25 und 25' sein.
Darüber hinaus kann, wie in Fig. 11 gezeigt ist, an der Innenfläche des Anodenzylinders 1 eine Anodensegment 27 befestigt sein, bei welchem der abgeschrägte Abschnitt 26 an den Eckbereichen sowohl des oberen als auch des unteren Endes der inneren Endfläche 21 in Richtung der Mittelachse vorgesehen ist.
Bei den in Fig. 7 bis Fig. 10 gezeigten Anodenbaugruppen lässt sich die Kontaktfläche jeweils im wesentlichen im gleichen Ausmaß reduzieren. Bei den in Fig. 8 und in Fig. 11 gezeigten Baugruppen wird der Montagestift 40 einfacher eingesetzt als in den anderen Baugruppen, da sich der abgeschrägte Abschnitt 26 an der Seite befindet, von der der Montagestift 40 eingesetzt wird.
Bei einer herkömmlichen Anodenbaugruppe für ein Magnetrongerät werden typischerweise Anodensegmente von gleicher Gestalt verwendet, sodass jedes zweite Anodensegment vertikal umgedreht ist. Werden jedoch die Anodensegmente 25 und 25' verwendet, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, ist es erforderlich, diese Anodensegmente 25 und 25' auszuwählen und sie alternativ anzuordnen. Auf der anderen Seite ist dann, wenn die in Fig. 11 gezeigten Anodensegmente 27 verwendet werden, die Auswahl von Anodensegmenten unnötig, da die abgeschrägten Abschnitte 26 an den Eckabschnitten an jedem der oberen und unteren Enden der Innenendflächen 21 vorgesehen sind, sodass die für das Montieren des Anodenaufbaus erforderliche Zeit größtenteils reduziert werden kann. Ferner kann dabei die Berührungsfläche am meisten reduziert und das Einsetzen des Montagestifts 40 erleichtert werden. Somit sind die Anodensegmente 27 für die praktische Verwendung am nützlichsten.
Gemäß einem Versuch der Erfinder wurde das wünschenswerteste Ergebnis, wobei die Magnetroneffizienz die höchste war, dann erzielt, wenn bei den Anodensegmenten 27 für die Verwendung im Magnetrongerät für den Mikrowellenofen mit einer Ausgangsleistung von 500 bis 1000 Watt die abgeschrägten Abschnitte 26 von C = 0,2 - 0,6 mm sowohl an den oberen als auch an den unteren Enden der inneren Endfläche 21 vorgesehen waren.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Magnetrongerät nach dieser Ausführungsform der abgeschrägte Abschnitt 26 an zumindest einem Eckbereich der inneren Endfläche 21 vorgesehen. Dadurch ist die Berührungsfläche zwischen den Anodensegmenten und dem Montagestift 40 kleiner als bei der ersten Ausführungsform, sodass die vorerwähnte Deformation der Anodensegmente und der Gurtringe 17 und 18, das Lösen von hartgelöteten Teilen infolge unzureichenden Lötens, sowie die Erzeugung von Graten infolge von Ungleichmäßigkeit der Komponenten weiter reduziert werden.
Bei der obigen Beschreibung wird der geneigte abgeschrägte Bereich 26 an der inneren Endfläche 21 vorgesehen, welche dem Montagestift 40 gegenüberliegt. Die Gestalt des geneigten Abschnittes ist jedoch nicht auf die schräge Konfiguration beschränkt, solange wie die Abmessung in Richtung der Mittelachse der inneren Endfläche 21, welche dem Montagestift 40 gegenüberliegt, verringert werden kann. Beispielsweise kann ein kreisförmiger geneigter Abschnitt vorhanden sein.
Ferner ist bei der obigen Beschreibung der abgeschrägte Abschnitt 26 an zumindest einem der oberen und unteren Enden der inneren Endfläche in Richtung der Mittelachse vorgesehen. Der abgeschrägte Bereich kann jedoch auch an einem Eckabschnitt vorgesehen sein, der an die Ausnehmung 22 der inneren Endfläche 21 angrenzt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 15 werden Testergebnisse bezüglich der Geräuschcharakteristiken des Magnetrongeräts erläutert, das unter Verwendung der Anordnung hergestellt worden ist.
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung, welche Messergebnisse des Geräuschpegels an einer 5. Harmonischen zeigt. Fig. 13 stellt ein Messergebnis dar, das Geräuschcharakteristiken in der Nachbarschaft der 5. Harmonischen bei dem in Fig. 16 gezeigten herkömmlichen Magnetrongerät zeigt. Fig. 14 stellt ein Messergebnis dar, welches Geräuschcharakteristiken in der Nachbarschaft der 5. Harmonischen bei dem Magnetrongerät zeigt, das unter Verwendung dieser Anordnung hergestellt wurde. Fig. 15 stellt ein Messergebnis dar, welches Geräuschcharakteristiken in der Nachbarschaft der 5. Harmonischen bei einem Magnetrongerät nach der zweiten Ausführungsform zeigt, die unter Verwendung dieser Anordnung hergestellt wurde.
Bei diesem Test wurden drei Arten von Magnetrongeräten, nämlich das vorerwähnte experimentelle Erzeugnis 1, erhalten unter Verwendung der ersten Ausführungsform, ein experimentelles Erzeugnis 2, erhalten unter Verwendung der zweiten Ausführungsform, bei welcher der abgeschrägte Abschnitt 26 von C = 0,5 mm an jedem Anodensegment des experimentellen Erzeugnisses 1 vorgesehen ist, und ein Gerät, das unter Verwendung der in Fig. 16 dargestellten konventionellen Anordnung, mit einer Grundfrequenz von 2450 MHz betrieben, und es wurden Geräuschpegel an der 5. Harmonischen 12,25 Ghz und bei Frequenzen in der Nachbarschaft davon gemessen. Das ist so, weil die 5. Harmonische solcher Magnetrongeräte in den Frequenzbereich (11,7 -12,7 Ghz) des Satellitensendebands fällt, dem in den letzten Jahren strikte Regulierungen auferlegt worden sind. Bei diesem Test wurde geprüft, ob dem CISPR-Standard (International Special Committee on Radio Interference) entsprochen wurde oder nicht. Insbesondere wurde die effektive abgestrahlte Leistung von elektromagnetischen Wellen innerhalb des Frequenzbereichs von 11,7-12,7 Ghz mit einer Halbwellen-Dipol-Antenne als Referenz gemessen, und es wurde geprüft, ob oder ob nicht die Messresultate mehr als 57 dE betrugen, was die zulässige elektrische Leistung der Störwelle für Radiofrequenzstrahlung darstellt, wie sie durch den Standard definiert ist.
Im Ergebnis waren bei den experimentellen Erzeugnissen 1 und 2 jeweils die Messergebnisse des Geräuschepegels bei der 5. Harmonischen 47-51 dB und 43 bis 48 dB, wie bei B und E der Fig. 12 gezeigt ist, und beide lagen unterhalb des zulässigen Werts von 57 dB und genügten dem CISPR-Standard. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass das experimentelle Erzeugnis 2 mit Anodensegmenten 27, die mit dem abgeschrägten Abschnitt 26 versehen waren, hinsichtlich der Reduktion des Geräuschpegels an der 5. Harmonischen effektiver war als das experimentelle Erzeugnis 1. Im Gegensatz dazu betrugen bei dem Magnetrongerät mit dem herkömmlichen Aufbau die Messresultate 55-48 dB, wie bei A der Fig. 12 gezeigt ist, und dem CTSPR-Standard wurde nicht genügt.
Obgleich die vorliegende Erfindung anhand von Bezeichnungen der derzeit bevorzugten Ausführungsformen geschrieben wurde, versteht es sich, dass diese Darlegung nicht als beschränkend zu interpretieren ist.

Claims

1. Magnetrongerät mit einem Anodenzylinder (1) und einer Mehrzahl von plattenförmigen Anodensegmenten (15, 25, 25', 27), die innerhalb des Anodenzylinders radial um die Mittelachse des Anodenzylinders angeordnet sind und von einem Stift (40), der mit Presssitz im Mittenbereich des Anodenzylinders sitzt, gegen die Innenfläche des Anodenzylinders gedrückt sind, derart, dass eine außenseitige Endfläche jedes Anodensegments an der Innenfläche festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Anodensegmente im Mittelabschnitt seiner inneren Endfläche (21), welche den Stift berührt, eine Ausnehmung (22) aufweist.

2. Magnetrongerät nach Anspruch 1, bei welchem die Länge (Hb) der Ausnehmung (22) in Richtung der Mittelachse 20-50% der Länge (Ha) der Innenfläche (21) in Richtung der Mittelachse beträgt.

3. Magnetrongerät nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem an zumindest einem Winkelabschnitt der Innenfläche (21) in Richtung der Mittelachse eine Abschrägung (26) vorgesehen ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Magnetrongerätes mit einem Anodenzylinder (1) und einer Mehrzahl von plattenförmigen Anodensegmenten (15, 25, 25', 27), die innerhalb des Anodenzylinders radial um die Mittelachse des Anodenzylinders angeordnet sind und von einem Stift (40), der mit Presssitz in den Mittenbereich des Anodenzylinders eingeführt ist, gegen die Innenfläche des Anodenzylinders gepresst werden, derart, dass eine außenseitige Endfläche jedes der Anodensegmente an der Innenfläche festgelegt ist, gekennzeichnet durch einen Schritt, bei welchem in einem Mittenbereich der inneren Endfläche (21) jedes der Anodensegmente, das für einen Kontakt mit dem Stift bestimmt ist, eine Ausnehmung vorgesehen ist, und einem Schritt, bei welchem der Stift mit Presssitz in den Mittenbereich des Anodenzylinders eingepasst wird und die außenseitige Endfläche gegen die Innenfläche des Anodenzylinders gepresst und an dieser festgelegt wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines Magnetrongeräts nach Anspruch 4, zusätzlich einen Schritt umfassend, bei welchem die Länge (Hb) der Ausnehmung (22) in Richtung der Mittelachse derart ausgebildet wird, dass sie 20-50% der Länge (Ha) der inneren Endfläche in Richtung der Mittelachse beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung eines Magnetrongeräts nach Anspruch 4 oder 5, zusätzlich einen Schritt umfassend, bei welchem an zumindest einem Winkelbereich der Innenfläche (21) in Richtung der Mittelachse ein abgeschrägter Abschnitt (26) vorgesehen wird.