Bereich: Technik  
     
     

Evakuierung von Vakuumröhren

Die Stoffe, die sich im Inneren des Röhrenkolbens befinden haben entscheidenden Einfluß die freien Elektronen welche sich auf ihrem Weg von der Katode zur Anode befinden und damit auf die Funktion des gesamten Röhrensystems. Je nach gewünschter Funktion kann im Innenraum ein Vakuum erzeugt oder dieser mit einem Gas bzw. einer Gasmischung gefüllt werden. Auf dieser Basis werden Röhren in die zwei Gruppen, der Vakuum- und die gasgefüllten Röhren unterscheden.

Für die Herstellung des Vakuum im Röhrenkolben wird ein umfangreicher Prozess, die sogenannte Evakuierung, durchgeführt. Hierzu wird die Röhre nach dem Abschmelzen des Röhrenkolbens, also wenn das Röhrensystem in den Kolben eingebracht und dieser einseitig verschlossen ist, über den Pumpstutzen oder ein Pumpröhrchen an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Die Pumpe saugt die Luftmoleküle aus dem Röhrenkolben ab und erzeugt dadurch einen Unterpruck. Ab einem festgelegten Unterdruck wird der Heizfaden an Spannung gelegt und das gesamte Röhrensystem durch ein von außen zugeführtes Hochfrequenzfeld derart stark erhitzt, das die Gitter, Bleche sonstigen Metallteile zu glühen beginnen. Dieser Vorgang wird durchgeführt um die an die Metalloberflächen gebundenen Gasmolekküle zu lösen und mit abpumpen zu können. Durch das Ausglühen wird die Evakuierungszeit verkürzt, was nicht nur eine schnellere Produktion ermöglicht sondern gleichzeitig die Qualität des Vakuums verbessert sowie die Einsatz von Gettermaterial reduziert.
Zum Abschluss der Pumpvorgangs wird das Pumpröhrchen abgeschmolzen und die Röhre verschlossen. Zurück bleibt ein karateristischer Zapfen der sich je nach bauart am oberen Kolbenenden oder am Sockel befinden kann.

Jetzt wird der Getter gezündet, eine stab- oder ringförmige Schalenkonstruktion in der sich das Gettermaterial befindet. Das Gettermaterial schlägt sich als spiegelnder Belag auf der Kolbeninnenwand, meist im oberen Teil des Glaskolbens, nieder. Während der Lebensdauer der Röhre bindet das Gettermaterial die im Betrieb frei werdenden sowie die von außen in den Kolben eindiffundierende Gase und hält damit das Vakuum aufrecht. Über die Lebensdauer wird das Gettermaterial langsam aufgebraucht, was sich im Abbau der spiegelnden Schicht zeigt. Wird der Röhrenkolben beschädigt oder zieht die Röhre Luft, reagiert das Gettermaterial sofort mit den eindringenden Gasen und verwandelt sich in einen weißlichen Pulverbelag.
In Hochspannungs- und Spezialröhren werden teilweise andere Getterausführungen verwendet, die keinen spiegelnden Belag ausbilden.

Die Evakuierung dient der Herstellung und Aufrechterhaltung des Vakkums über die Lebensdauer der Röhre. Die Ausglühtemperatur und -dauer sowie die Menge des eingebrachten Gettermaterials ist jedoch immer ein Kompriss aus Wirtschaftlichkeit und Vakuumgüte über die Röhrenlebensdauer. Da nach dem Ausglühen immer noch Gase im Inneren der Elektrodenmetalle gebunden sind darf die Betriebstemperatur der Elektroden nie die Ausglühtemperatur erreichen. Wird eine Elektrode höher erhitzt treten die in ihr gebunden Gase ins Kolbeninnere aus und müssen von der Getterschicht gebunden werden. Die Überhitzung führt damit zu einer Verschlechterung des Vakuums und einem vorschnellen Abbau der Getterschicht.