PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10029003A1 28.12.2000
Titel Vakuumschaltröhre mit einem Dampfschirm
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Renz, Roman Dr., 12355 Berlin, DE;
Gessner, Klaus, 13599 Berlin, DE;
Oberndörfer, Klaus, 10585 Berlin, DE;
Fieberg, Klemens, 13507 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 09.06.2000
DE-Aktenzeichen 10029003
Offenlegungstag 28.12.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2000
IPC-Hauptklasse H01H 33/662
Zusammenfassung Um bei einer Vakuumschaltröhre mit rohrförmigem Isolator (1) die an einer umlaufenden Stufe (11) des Keramikisolators vorgesehene Fixierung des Dampfschirmes (71) dielektrisch zu optimieren, weist ein dem Dampfschirm (71) zugeordneter Haltering (81) einen sich an der Stufe abstützenden zylindrischen Bereich (82) sowie einen nach innen ragenden Kragen (83) auf, wobei das eine Ende (73/74) des Dampfschirmes (71) an den Kragen (83) umgebördelt ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Bauelemente und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung von Vakuumschaltröhren anzuwenden, deren Gehäuse einen rohrförmigen Keramikisolator und zwei Endplatten aufweist und bei der der Keramikisolator mit einer innen umlaufenden Stufe zur Befestigung eines zylindrischen Dampfschirmes versehen ist.

Um bei Vakuumschaltröhren der genannten Art den Keramikisolator gegen Ablagerungen von bei Schaltvorgängen verdampfenden Elektrodenmaterial zu schützen, ist es üblich, den Dampfschirm auf schwebendem Potential anzuordnen und für die isolierte Anordnung des Dampfschirmes den Keramikisolator mit einer innen umlaufenden Stufe zu versehen, an deren einer Seite der Dampfschirm mittels einer konisch verlaufenden und in einen zylindrischen Bereich übergehenden Verengung anliegt und an deren anderer Seite ein Haltering anliegt, der den zylindrischen Bereich des Dampfschirmes konzentrisch umgibt und mit diesem form- und stoffschlüssig verbunden ist. Dieser Haltering kann einen zylindrischen Bereich sowie einen sich axial anschließenden, ringartig gewölbten Bereich aufweisen, wobei der zylindrische Bereich mit dem zylindrischen Bereich des Dampfschirmes verbunden ist und der ringartig gewölbte Bereich an der Stufe des Isolators anliegt (EP 0 309 978 A2, Fig. 5; US 4,896,008). - Es ist weiterhin bekannt, den Dampfschirm an einer innen umlaufenden Stufe ohne einen speziellen Haltering zu fixieren, indem das freie Ende des verjüngten Bereiches des Dampfschirmes an deren anderen Seite der Stufe umgebördelt ist (EP 0 406 955 B1/US 5,077,883 A). - Weiterhin ist es bekannt, einen durchgehend zylindrischen Schirm mit Hilfe eines Halteringes an der Stufe zu befestigen, wobei der Haltering einen ringförmigen, mit dem Dampfschirm verlöteten oder verschweißten Abschnitt sowie beidseitig der Stufe radial abstehende Halteteile aufweist (US 3,586,801 A).

Zur Befestigung eines Dampfschirmes auf schwebendem Potential bei Vakuumschaltröhren, deren Gehäuse wenigstens zwei hohlzylindrische Keramikisolatoren aufweist, ist es weiterhin bekannt, eine zwischen den Keramikisolatoren angeordnete metallische Ringscheibe mit einem sich in Achsrichtung der Vakuumschaltröhre erstreckenden Ansatz zur Halterung des Dampfschirmes zu versehen. Dieser Ansatz kann als konisch verjüngtes Rohrstück ausgebildet und mittels einer galvanisch aufgebrachten Silberschicht versehen sein, um den Dampfschirm beim Verlöten der beiden Keramikisolatoren mit der Ringscheibe zugleich mit dem Dampfschirm stoffschlüssig zu verbinden (DE 44 29 379 A1).

Ausgehend von einer Vakuumschaltröhre mit dem Merkmalen des Oberbegriffes des Schutzanspruches 1 (EP 0 309 978 A2 /US 4,896,008 A) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schirmhalterung dielektrisch zu optimieren und dabei auf eine einfache Herstellbarkeit zu achten. Diese Aufgabenstellung berücksichtigt die Erkenntnis, daß die bekannten Schirmhalterungen, die an der dem Keramikisolator zugewandten Seite relativ scharfe Kanten aufweisen, bei den mittels Hochspannung durchgeführten Prüfungen der Vakuumschaltröhre die dielektrischen Verhältnisse negativ beeinflussen können.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Haltering einen zylindrischen, sich an der innen umlaufenden Stufe des Keramikisolators abstützenden Bereich und einen sich daran anschließenden, kreisbogenförmig nach innen ragenden Kragen aufweist und daß das Ende des zylindrisch auslaufenden Bereiches des Dampfschirmes - den Halterring axial nicht überragend - an den Kragen des Halteringes umgebördelt ist.

Eine derart ausgebildete Schirmhalterung ist leicht montierbar, weil nach dem Einbringen des Halteringes und des Dampfschirmes in den Isolator nur eine mechanische Maßnahme - leichtes Umbördeln des einen Randes des Dampfschirmes - erforderlich ist, um den Dampfschirm zu fixieren. Eine evtl. zusätzlich vorgesehene stoffschlüssige Verbindung durch Löten kann im Zusammenhang mit der Verlötung der Vakuumschaltröhre als Ganzes vorgenommen werden. Um hierbei nicht mit einer montagemäßig schwierig zu handhabenden Lötfolie arbeiten zu müssen, empfiehlt es sich, als Dampfschirm und Haltering Kupferteile zu verwenden und diese mittels eines Kupfer- Silber-Eutektikums zu verlöten, welches während der Verschlußlötung der Vakuumschaltröhre mittels einer etwa 20 bis 50 µm dicken Silberbeschichtung des Halteringes entsteht. - Die neuartige Formgebung für Dampfschirm und Haltering gewährleistet weiterhin, daß sowohl der Haltering als auch der Dampfschirm keine in Richtung des Keramikisolators wirkenden scharfen Kanten aufweisen, also in diesem Bereich keine dielektrischen Schwachstellen vorhanden sind.

Ein Ausführungsbeispiel für die neuartige Halterung des Dampfschirmes einer Vakuumschaltröhre ist in Fig. 2 im Ausschnitt dargestellt. Fig. 1 zeigt dagegen eine Vakuumschaltröhre mit herkömmlicher Halterung.

Das Gehäuse der bekannten Vakuumschaltröhre gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus dem rohrförmigen Keramikisolator 1, zwei mit diesem Keramikisolator verlöteten Endkappen 2 und 3, zwei Stromzuführungsbolzen 4 und 5 zu nicht näher dargestellten Kontakten sowie einem Faltenbalg 6, wobei die Endkappe 3 direkt mit dem Stromzuführungsbolzen 5 und die Endkappe 2 indirekt über den Faltenbalg 6 mit dem Stromzuführungsbolzen 4 verlötet ist. Der Keramikisolator 1 weist eine ringförmig umlaufende Stufe 11 auf, an der mittels eines Halteringes 8 ein Dampfschirm 7 befestigt ist. Dampfschirm und Haltering bestehen üblicherweise aus Stahlblech.

Die umlaufende Stufe 11 ist auf der einen Seite mit einer Schräge 12 versehen, an der der Dampfschirm mittels einer entsprechend konisch geformten Verengung anliegt. Die Stufe 11 weist auf der anderen Seite eine quer zum Keramikisolator 1 verlaufende Anlagefläche 13 auf, an der die Halterung 8 mit einem kreisbogenförmig gekrümmten Bereich anliegt. Ein hohlzylindrisch ausgebildeter Bereich des Halteringes 8 verläuft parallel zu einem entsprechenden Abschnitt des Dampfschirmes 7, wobei das Ende des Dampfschirmes 7 den Haltering 8 axial überragt und leicht nach außen umgebördelt ist. Üblicherweise sind Dampfschirm und Halterung noch durch eine Punktschweißung miteinander verbunden.

Die an der Stufe 11 des Keramikisolators 1 vorgesehene Halterung gemäß Fig. 2 für den Dampfschirm 71 verwendet einen Haltering 81, der aus einem zylindrischen, sich an der Stufe 11 abstützenden Bereich 82 sowie einen sich daran anschließenden, kreisbogenförmig nach innen ragenden Kragen 83 aufweist. An diesen Kragen anliegend ist das eine, zylindrisch ausgebildete Ende 73 des Dampfschirmes mit einem kurzen Abschnitt 74 umgebördelt, wobei das Ende 73 den Haltering 81 axial nicht überragt und somit im Blick auf den Keramikisolator 1 im dielektrischen Schatten des Halteringes 81 liegt. Im übrigen ist der konische Bereich 72 des Dampfschirmes 71 nur soweit geführt, daß der zylindrische Bereich 73 mit leichtem Spiel an der inneren Kante der Stufe 11 entlang geführt ist.

Zur Verlötung des Halteringes 81 mit dem Dampfschirm 7 ist der Haltering wenigstens auf seiner Außenseite mit einer galvanisch aufgebrachten Silberbeschichtung 84 versehen, die bei der Verschlußlötung der Vakuumschaltröhre schmilzt und mit der entsprechenden Oberflächenschicht des aus Kupfer bestehenden Halteringes 81 ein Kupfer-Silber-Eutektikum bildet, das zur Verlötung des Halteringes 81 mit dem Dampfschirm 7 über Kapillarkräfte in den entsprechenden Fügebereich eindringt.


Anspruch[de]
  1. 1. Vakuumschaltröhre, deren Gehäuse einen rohrförmigen Keramikisolator und zwei Endplatten aufweist und bei der der Keramikisolator mit einer innen umlaufenden Stufe zur Befestigung eines zylindrischen Dampfschirmes versehen ist, wobei der Dampfschirm mittels einer konisch verlaufenden Verengung, die in einen zylindrischen Bereich ausläuft, an der einen Seite der Stufe anliegt und mittels eines an der anderen Seite der Stufe anliegenden, den Dampfschirm konzentrisch umgebenden und mit dem Dampfschirm form- und stoffschlüssig verbundenen Halteringes an der Stufe fixiert ist,

    dadurch gekennzeichnet,

    daß der Haltering (81) einen zylindrischen, sich an der Stufe des Keramikisolators abstützenden Bereich (82) und einen sich daran anschließenden, nach innen ragenden, kreisbogenförmigen Kragen (83) aufweist,

    und daß das Ende (74) des zylindrisch auslaufenden Bereiches (73) des Dampfschirmes (71) - den Haltering (81) axial nicht überragend - an den Kragen (83) des Halteringes (81) umgebördelt ist.
  2. 2. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfschirm (71) und der Haltering (81) aus Kupfer bestehen und mittels eines Kupfer-Silber-Eutektikums verlötet sind, das aus einer etwa 20 bis 50 µm dicken Silberbeschichtung (84) des Halteringes entstanden ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com