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Verfahren zur Herstellung von mehrsystemigen Vakuumröhren nach dem Dampfverfahren.
Die Erfindung bezieht sich auf Hochemissionsröhren, bei denen im Vakuum ein Leichtmetall zur Verdampfung gebracht wird. Solche Hochemissionsröhren werden beispielsweise gegenwärtig nach dem Metallverfahren hergestellt, d. h. es wird ein Leichtmetall, meist Barium, auf die gegebenenfalls vorher präparierte Kathodenoberfläche im Vakuum aufgestäubt. Diese Technik bietet für Einfachröhren keine besonderen Schwierigkeiten. Als Träger für die zu verdampfende Substanz dient gewöhnlich die Anode, die nach hinreichender Erhitzung das Barium zur Verdampfung bringt. Das Barium wird entweder aus Bariumazid oder aus einer Reaktionsmasse gewonnen, die beispielsweise aus Bariumoxyd und Silicium, bestehen kann.
Das Verfahren bietet aber Schwierigkeiten, sobald man in einem gemeinsamen Vakuumraum mehr als ein Kathodensystem bestäuben will. Beispielsweise sei die Aufgabe, eine Doppelröhre mit zwei gleichen Verstärkersystemen, also jedes bestehend aus Kathode, Gitter und Anode, nach dem Dampf-
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für das Gelingen der Röhre eine derartig gleichartige Ausbildung der Systeme ist, dass in beiden Systemen die Verdampfung des Bariums zum gleichen Zeitpunkt eintritt. Ist dies nicht der Fall, d. h. verdampft also in einem System das Barium früher als in dem anderen, so erfolgt durch die unvermeidliche, der Verdampfung des Bariums im anderen System vorangehende Gasabgabe eine Beschädigung der im ersten System bereits niedergeschlagenen Bariummengen. Hiedurch entstehen Störungen in der gleichmässigen Formierung beider Systeme.
Die Aufgabe, Mehrfachröhren nach dem Dampfverfahren herzustellen, kann dadurch gelöst werden, dass die verschiedenen in der Röhre angeordneten Anoden derart dimensioniert werden, dass unter dem Einfluss eines gemeinsamen Wirbelstromfeldes, durch welches die Glühung der Anoden bewirkt wird, die Temperatur der Anodensysteme derartig gleichmässig ansteigt, dass die Bariumverdampfung in beiden Systemen zum gleichen Zeitpunkt erfolgt. Es hat sich hiebei herausgestellt, dass für die praktische Erfüllung dieser Forderung es bereits genügt, wenn die Querschnitte der beiden Anodensysteme in Richtung des Wirbelstromfeldes gleich gewählt werden.
Physikalisch kommt es natürlich nur darauf an, dass die in beiden Anodensystemen erzeugten Wärmemengen und ihre Ausstrahlungsverhältnisse so gewählt werden, dass der Temperaturanstieg zeitlich gleich stark erfolgt, so dass wenigstens die zur Verdampfung erforderliche Temperatur in der Gegend von 10000 gleichzeitig in beiden Anodensystemen erreicht werden kann.
Die vorstehend beschriebene Lösung der Erfindungsaufgabe-geeignete Wahl der Erhitzungund Abstrahlungsbedingungen der beiden Anodensysteme-stellt nun aber eine erhebliche Beschränkung in bezug auf die Dimensionierung der beiden Verstärkersysteme dar. Die Mehrfachröhre mag beispielsweise aus einem starken Endsystem bestehen und einer Vorstufe, die als Spannungsverstärker wirken soll. Die Endstufe wird praktisch zweckmässig auf eine mittlere Emission von 50 Milliamp. eingestellt, während das andere System, die Spannungsverstärkerstufe, nur Ströme in der Grössenordnung von ein Zehntel Milliamp. umzusetzen hat. Hiebei führt es zu grossen praktischen Schwierigkeiten, wenn man etwa beide Anoden nach obigem Gesichtspunkte dimensionieren wollte.
Insbesondere müsste man die Anode der Spannungsstufe ganz unnötig gross machen.
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Querschnitt durch die oval-zylindrische Anode der Leistungsendstufe. Durch 3 ist punktiert das Gitter, durch 4 die Kathode angedeutet. Bei 5 ist in die Anode eine nach innen offene Tasche eingefalzt, welche durch Punktierung angedeutet, das Bariumreaktionsgemisch enthält. Bei Glut der Anode 2 wird das Barium frei, verdampft in den inneren Anodenraum und schlägt sich hier auf dem Faden 4 nieder.
Das Spannungsverstärkersystem besteht beispielsweise aus der Anode 6, dem Gitter 7 und der Kathode 8. Um auch diese Kathode 8 nach dem Metalldampfverfahren formieren zu können, wird nun gemäss der weiteren Erfindung an der Anode 2 eine weitere Tasche 9 vorgesehen, die gleichfalls mit Reaktionsmischung gefüllt ist, die- aber nach aussen geöffnet ist, so dass der austretende Bariummetalldampf in der Lage ist, die Kathode 8 zu treffen. Nunmehr ist es gleichgültig, ob die Anode 6 eine höhere oder niedrigere Temperatur zur Zeit des Eintritts der Reaktion hat als die Anode 2. Denn es ist leicht
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dampfungsrichtung des Bariums aus den beiden Taschen durch Pfeile angedeutet
Mit der Erfindung wird gleichzeitig ein weiterer bedeutender Fortschritt erzielt. Es ist bekannt, dass nach dem Metalldampfverfahren hergestellte Kathoden gelegentlich in ihrer Wirksamkeit nachlassen.
Dieses Nachlassen tritt aber nicht ein, falls in der Anode ein Rest der verdampfbaren Substanz zurückgeblieben ist, und wenn die Anode unter den Betriebsverhältnissen oder durch gelegentlich Überlastung eine solche Temperatursteigerung erfährt, dass eine dauernde, wenn auch schwache Verdampfung von Barium stattfindet. Es ist nun klar, dass selbst dann, wenn in der Anode 6 der Spannungsstufe selber ein Rest von Barium zurückgeblieben wäre, dennoch infolge der ausserordentlich geringen Belastung dieser Anode keine Temperatursteigerung derselben und damit keine weitere Verdampfung stattfinden würde.
Bringt man aber die Metalldampfquelle für die Spannungsverstärkerstufe an der Leistungsanode 2 selbst an, so tritt bei Überlastung dieser Anode oder auch bereits bei starker betriebsmässiger Belastung eine dauernde Nachverdampfung von Barium ein, die nunmehr aber auch der an sich kalt bleibenden, unbelasteten Spannungsstufe zugute kommt.
In Fig. 2 ist eine geringe Abänderung beschrieben, bei welcher mehr als eine Vorstufe in derselben Weise hergestellt werden. Die Bezeichnungen haben dieselbe Bedeutung wie in Fug. 1, jedoch ist ausser der Tasche 9 und dem System 6, 7, 8 noch eine zweite'rasche 10 und ein weiteres System 11, 12, 13 vorgesehen, das in derselben Weise, wie vorher beschrieben, behandelt wird.
In Fig. 3 ist schliesslich noch eine etwas andere Ausführungsform dargestellt, bei welcher durch den in der Tasche 9 entstehenden Bariumdampf nicht nur eine einzige, aus den Anodensystemen 6,7, 8, sondern in gleicher Richtung eine weitere aus dem System 14, 15, 16 bestehende Vorstufe mit Bariumdampf gespeist wird.
Eine Tasche, in welche die Reaktionskomponenten zur Erzielung von Barium angeordnet sind,
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Fig. 1 und 3 und den Taschen 5, 9 und 10 von Fig. 2.
Selbstverständlich gestattet die Erfindung viele Ausführungsformen. Man kann beispielsweise den Dampf axial der Länge nach durch zylindrische Systeme hindurchführen. Ebenso kann man die Bariumquelle für eine ganze Anzahl verschiedener Systeme von einer einzigen erhitzbaren Metallmasse her entnehmen, die nicht notwendigerweise Anode oder überhaupt Elektrode der Verstärkersysteme zu sein braucht.
Allgemein gesprochen, besteht der zweite Lösungsgedanke vorliegender Erfindungsaufgabe darin, von einem einheitlichen, zur Erhitzung gebrachten Träger der Bariumsubstanz aus mehrere Kathoden, die zu verschiedenen Entladungssystemen gehören, zu bestäuben.
Aus elektrischen Gründen ist es gegebenenfalls notwendig, statische Abschirmungen zwischen der Anode der Endstufe 2 und den weiteren Verstärkersystemen anzuordnen.
Dies kann beispielsweise, wie in Fig. 1 angedeutet ist, dadurch geschehen, dass ein metallisches Sieb 11 zwischen die Anode 2 und das System 6, 7, 8 gebracht wird. Dieses Sieb wird mit irgendeinem Punkte konstanten Potentials, beispielsweise dem negativen Heizfadenende, verbunden. Der Bariumdampf kann das Sieb ohne weiteres passieren. Für elektrische Rückwirkungen stellt es jedoch eine hinreichende Abschirmung dar. Ähnliche Gitterschirme 17 sind in Fig. 3 zwischen den Systemen 2, 3, 4, 6, 7, 8 und dz M, ? angeordnet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von hochemittierenden Kathoden in Mehrsystemröhren, bei denen die emittierenden Schichten durch Verdampfung eines Stoffes hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestäubung mehrerer oder sämtlicher Kathoden gleichzeitig erfolgt.