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Elektrische Entladungsröhre mit einer indirekt geheizten Kathode.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre mit einer indirekt geheizten
Kathode. Eine solche Kathode besteht gewöhnlich aus einem meist zylindrischen Metallkörper, dem eigentlichen Kathodenkörper, in dessen Innerem der Heizkörper angeordnet ist, der aus einem haar- nadelförmigen Draht aus hochschmelzendem Material, z. B. Wolfram, bestehen kann. Der Kathodenkörper besteht gewöhnlich aus einem Nickelzylinder, der, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines isolierenden Stoffes, den Heizkörper in einigem Abstand umgibt und dessen Aussenfläche mit einer stark
Elektronen emittierenden Schicht, z. B. mit Bariumoxyd, bedeckt ist. Es ist allgemein gebräuchlich, eine derartig gebaute Kathode in der Röhre mittels Stützen zu befestigen, die am oberen und am unteren
Ende des Kathodenkörpers befestigt sind.
Eine dieser Stützen kann gleichzeitig als Zuleitung für die Kathode dienen.
Es hat sich herausgestellt, dass beim Betrieb einer Entladungsröhre mit einer derartigen Kathode Übelstände auftreten, die im wesentlichen in einer sehr ungleichmässigen Emission bestehen. Es ist nun gefunden worden, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Temperatur an verschiedenen Stellen der Oberfläche des Kathodenkörpers sehr verschieden ist ; insbesondere tritt an den Enden dieses Körpers eine erheblich niedrigere Temperatur auf als an ändern Stellen der Oberfläche. Es hat sich heraus- gestellt, dass dies eine Folge der Wärmeableitung ist, die an den Enden des Kathodenkörpers erfolgt, da die Kathode an diesen Stellen mit Stützen oder Stromzuführungsleitungen verbunden ist.
Die Erfindung hat den Zweck, diesen Übelstand durch eine einfache Bauart einer elektrischen
Entladungsröhre mit indirekt geheizter Kathode zu beseitigen.
Eine der Erfindung gemäss ausgebildete elektrische Entladungsröhre enthält eine indirekt geheizte
Kathode, deren Kathodenkörper eine solche Form aufweist, dass die Wärmemenge, die je Einheit der Kathodenoberfläche von einem in der Nähe eines Unterstützungspunktes der Kathode befindlichen
Teil des Heizelementes zum Kathodenkörper ausgestrahlt wird, grösser ist als die Wärmemenge, die von einem nicht in der Nähe des Unterstützungspunktes liegenden Teil des Heizelementes je Einheit der Kathodenoberfläche zum Kathodenkörper ausgestrahlt wird.
Es ist auf diese Weise möglich, eine gleichmässige oder nahezu gleichmässige Temperaturverteilung über die ganze Kathodenoberfläche zu erzielen. Dadurch ergibt sich eine bessere Emission als bei den bisher bekannten, indirekt geheizten Kathoden, bei denen der Übelstand auftritt, dass selbst dann, wenn eine gleichmässige Wärmemenge zum Kathodenkörper hin ausgestrahlt wird, dieser Körper nach innen keine gleichmässige Emission besitzt, weil an den Enden dieses Kathodenkörpers eine Wärmemenge verlorengeht, die vielfach ziemlich gross ist. Dieser Übelstand wird mit der hier vorgeschlagenen An- ordnung vollkommen vermieden.
Die Röhre kann ausserdem im Vergleich mit den bekannten Röhren auf einfachere Weise hergestellt werden, weil mit der besonderen Ausgestaltung des Kathodenkörpers gar keine technischen Schwierigkeiten einhergehen.
Es ist vorteilhaft, den Kathodenkörper aus einem Röhrchen bestehen zu lassen und dem in der
Nähe der Unterstützungsstellen liegenden Teil dieses Röhrchens einen geringeren Querschnitt als dem übrigen Teil zu geben. Dieser in der Nähe einer Unterstützungsstelle liegende Teil kann zu diesem Zweck z. B. kegelförmig ausgebildet sein. Die mit der Erfindung zu erreichende Wirkung kann weiter unter- stützt werden, wenn einem in der Nähe des Unterstützungspunktes liegenden Teil des Heizkörpers der
Kathode in an sich bekannter Weise je Längeneinheit der Kathode eine grössere Länge als einem nicht
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in der Nähe eines Unterstützungspunktes liegenden Teil dieses Heizelementes gegeben wird.
Es können auch sehr gute Ergebnisse erzielt werden, wenn dem Heizelement an den in der Nähe eines Unterstützungs- punktes der Kathode liegenden Stellen ein grösserer Widerstand als an den nicht in der Nähe eines Unter- stützungspunktes der Kathode liegenden Stellen dieses Elementes gegeben wird. Es hat sich heraus- gestellt, dass bei diesen Bauarten stets eine nahezu gleichmässige Temperatur des Kathodenkörpers erhalten werden kann.
Mit der von einem bestimmten Teil des Heizelementes je Kathodenoberflächeneinheit entwickelten
Wärmemenge ist folgendes gemeint : Man denke sich aus der Kathode ein Stück herausgenommen, das durch zwei parallele Flächen senkrecht zur Längsrichtung der Kathode begrenzt ist. Zu diesem Kathoden- stück gehört ein bestimmter Teil des Heizelementes. Wird das Element von Strom durchflossen, so entwickelt sich in diesem Teil des Heizelementes eine gewisse Wärmemenge. Das betreffende Stück der Kathode hat eine gewisse emittierende Oberfläche, deren Grösse bestimmt werden kann. Bestimmt man den Quotienten aus der entwickelten Wärmemenge und der Grösse dieser Oberfläche, so erhält man eine Wärmemenge, die'von dem betreffenden Teil- des Heizelementes je Einheit der Kathoden- oberfläche entwickelt wird.
Dieser Quotient hängt selbstverständlich von der Stärke des durch das
Heizelement fliessenden Stromes ab. Der für ein bestimmtes Stück der Kathode geltende Quotient kann ohne weiteres mit dem für ein anderes Kathodenstück gefundenen Quotienten verglichen werden, da man dabei von derselben Stromstärke im ganzen Heizkörper ausgehen kann.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert in der Fig. 1 eine Aus- 'führungsform der Entladungsröhre gemäss der Erfindung, Fig. 2 die in dieser Röhre benutzte Kathode und Fig. 3 und 4 Querschnitte durch diese Kathode darstellen.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den Kolben einer Entladungsröhre mit einem Fuss 2 und einer Quetsch- stelle 3. Die Röhre enthält eine Anode 4, ein Gitter 5 und eine Kathode 6. Letztere besteht aus dem
Kathodenkörper 7, der z. B. aus einem Nickelröhrchen bestehen kann, das mit einer stark Elektronen emittierenden Schicht, z. B. mit Bariumoxyd, überzogen ist und innerhalb dessen sich der Heizkörper befindet, der z. B. aus einemhaarnadelförmigen Draht aus hochschmelzendem Stoff bestehen kann. Fig. 2 zeigt deutlich, welche Form der Kathodenkörper und der Heizkörper gemäss der Erfindung aufweisen können.
In dieser Figur bezeichnet 7 wieder den Kathodenkörper und 8 den Heizkörper, während bei 9 und 10 ersichtlich ist, welche Form der Kathodenkörper und der Heizkörper aufweisen können, um eine gute Wirkung gemäss der Erfindung zu erzielen.
Der Kathodenkörper ist an einer Stütze 11 (Fig. 1) befestigt, die ihrerseits mit einem Stab aus
Glas oder einem andern Isolierstoff verbunden ist. In diesem Stab sind ausserdem die Stützdrähte 13 des Gitters angebracht und der Stab selbst ist an der Anode befestigt. Die Stromzuführungsdrähte 14
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bar ist, die eine andere Bauart als die in den Figuren dargestellte aufweisen und die dennoch dem eingangs hervorgehobenen Merkmal entsprechen. Die Erfindung ist auch auf Entladungsröhren mit einem schräg oder waagrecht angeordneten Elektrodensystem oder auf Entladungsröhren mit mehr als einem Elektrodensystem oder mit mehreren dieselbe Funktion erfüllenden Elektroden anwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre mit einer indirekt geheizten Kathode, dadurch gekennzeichnet, dass der Kathodenkörper eine solche Form aufweist, dass die Wärmemenge, die je Einheit der Kathodenoberfläche von einem in der Nähe eines Unterstützungspunktes der Kathode befindlichen Teil des Heizelementes zum Kathodenkörper ausgestrahlt wird, grösser ist als die Wärmemenge, die von einem nicht in der Nähe des Unterstützungspunktes liegenden Teil des Heizelementes je Einheit der Kathodenoberfläche zum Kathodenkörper ausgestrahlt wird.