AT153667B - Glühkathode. - Google Patents

Description

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    Glühkathode.   



   Die bekannten Glühkathoden haben im Bereich im allgemeinen nicht über ihre ganze wirksame
Länge dieselbe Temperatur. Spannt man z. B. zwischen zwei Stützen 1 und 2 (vgl. Fig.   1),   von denen eine oder beide als Federn ausgebildet sein können, einen Draht 3 aus, der im Verhältnis zu seinem
Durchmesser nicht sehr lang ist, so wird beim Stromdurchgang die Temperaturverteilung sehr ungleich- mässig sein, da der Einfluss der Endabkühlung sich von beiden Seiten bis in die Mitte des Drahtes erstreckt. 



   Eine solche Temperaturverteilung ist in Fig. 2 dargestellt. Die eingetragene Kurve I zeigt die Temperaturverteilung an einem nach Fig. 1 angeordneten Glühdraht. Die Temperatur fällt von   1025  in   der Mitte bis auf etwa   800  ab.   Diese Temperatur herrscht in einer Entfernung von etwa   1*5 mm   von den Enden des Drahtes, also an einer Stelle, an der die Kathode an sich noch wirksam sein sollte. Dieser steile Temperaturabfall an den Enden macht sich infolge der Temperaturabhängigkeit der Emission noch viel mehr bemerkbar, als es sich aus dem dargestellten Temperaturverlauf ergibt. 



   Derartige Störungen treten sowohl bei unmittelbar geheizten Kathoden auf, die etwa so gebaut sein können, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, als auch bei mittelbar geheizten Kathoden, die mit einem in ähnlicher Weise ausgebildeten Heizdraht erwärmt werden. 



   Es ist bekannt, die Kathoden als Kehrwendelkathoden auszubilden oder zur Vergrösserung der Oberfläche des Glühfadens verseilte Drähte zu verwenden. Diese Ausbildungen sind aus verschiedenen Gründen mangelhaft, insbesondere versagen sie bei unmittelbar geheizten Kathoden. Während bei einer unmittelbar geheizten Kathode unter dem wirksamen Teil des Glühfadens der elektronenaussendende Teil zu verstehen ist, ist der wirksame Teil des Glühfadens bei einer mittelbar geheizten Kathode stets der Teil des Fadens, der die Kathode durch seine Wärmeabgabe auf Emissionstemperatur bringt. Die Erfindung gibt ein einfaches Mittel, für die ganze Länge der wirksamen Kathode eine gleichmässige Temperaturverteilung zu erzielen. 



   Nach der Erfindung wird für mittelbar oder unmittelbar geheizte Kathoden ein aus mehreren untereinander zu einem Seil verflochtenen Drähten bestehender Glühfaden verwendet, bei dem sich die Verseilung nur über den für die Emission wirksamen Teil des Glühfadens erstreckt und mindestens zwei Einzeldrähte von den Endpunkten der Verseilung zu den Befestigungspunkten an den Tragoder Spannvorrichtungen auseinanderlaufen. Diese Trag-und Spannvorrichtungen dienen gleichzeitig zur Zuführung des Heizstromes und wenigstens bei den unmittelbar geheizten Kathoden, die von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen, auch zur Zuführung des Kathodenstromes. Im allgemeinen wird man die Befestigungspunkte der Drähte in einer Ebene anordnen. In einzelnen Fällen kann es aber zweckmässig sein, sie so zu verteilen, dass die Kathode im Raum versteift wird. 



  Zu diesem Zweck werden beispielsweise drei Drähte an jeder Seite der Kathode derart an den Tragund Spannvorrichtungen befestigt, dass die Befestigungspunkte an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks liegen, dessen Ebene sich senkrecht zum Glühfaden erstreckt. Bei einer solchen Anordnung bilden die nicht verseilten Enden des Heizfadens gewissermassen geheizte Stromzuführungen. Da diese geheizten Stromzuführungen seitlich von der Kathode wegführen, kann ihre Länge wesentlich grösser sein als bei einem geraden Draht, der sich in der Verlängerung der Kathode erstreckt. Die Wärmeverluste sind schon aus diesem Grunde besonders gering. Um diese Wirkung noch zu erhöhen, können die freien Enden vorteilhaft einen Winkel von nur wenig mehr als   90  mit   dem verseilten 

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 Teil einschliessen.

   Es wirkt sich dies besonders günstig aus bei einer Anordnung, bei der einer gegebenen Länge der freien, nicht verseilten Drähte ein möglichst kurzer Kathodenaufbau entspricht. Dies ist besonders bei denjenigen Röhren wichtig, deren Kathode senkrecht zur Röhrenachse angeordnet ist ; denn durch diese Anordnung ist ein besonders geringer Röhrendurchmesser zu erzielen. 



   Durch die Glühkathode nach der Erfindung ist eine Einrichtung geschaffen, bei der der technische Fortschritt, dass der Glühfaden längs des ganzen emittierenden Teiles eine gleichmässige Temperatur besitzt, durch ein Mittel erreicht wird, das der Glühkathode gleichzeitig eine für die Emission höchst ökonomische Oberfläche verleiht. 



   Eine so ausgebildete Kathode ist in Fig. 3 dargestellt. An den Stromzuführungen und Haltern 1 und 2 sind zwei Drähte 4 und 5 befestigt. Diese Drähte sind über ihren mittleren Teil miteinander und mit einem dritten Nickeldraht verseilt. 



   Eine günstige Wirkung wird bereits bei Verwendung von zwei Drähten erzielt. Es ist aber möglich, die Wirkung noch zu verbessern durch die Verwendung von mehr als zwei Drähten, die nicht alle zu den Spannvorrichtungen hinführen, insbesondere von drei Drähten, von denen nur zwei an den Spannvorrichtungen befestigt sind. Einer oder mehrere der Drähte sind bei solchen Anordnungen an den Enden der Verseilung herausgeschnitten und dienen nur zur Verstärkung des verseilten Teiles. Durch die   Änderung des Durchmesserverhältnisses zwischen   den von Befestigungspunkt zu Befestigungspunkt   durchgeführten   Drähten und den dem wirksamen Kathodenteil beigefügten Drähten kann leicht jede gewünschte Temperaturverteilung längs der Kathode erzielt werden.

   Die den verseilten Drähten zugefügten Drähte können auch besonders steif gewählt sein, um die Kathode starrer zu machen. Durch die Wahl verschiedener Werkstoffe ist es möglich, einzelne Drähte nach den günstigsten mechanischen Eigenschaften (Zerreissfestigkeit) und andere Drähte nach dem günstigsten Einfluss auf die Emission auszuwählen. 



   Die Kurve 11 der Fig. 2 zeigt den Temperaturverlauf für eine einfache mittelbar geheizte Kathode nach der Erfindung. Zwei an den Stromzuführungen   1   und 2 befestigte Nickeldrähte   4   und 5 sind in der Mitte mit einem dritten Nickeldraht verdreht, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Drähte sind ebenso wie die der Messung für die Kurve   I   blank gelassen, um eine genaue Temperaturmessung zu ermöglichen. Bei gleicher Kathodenlänge zwischen den Stützen hat diese einfache Anordnung nach der Erfindung für die gleiche wirksame Kathodenstrecke nur noch ein Temperaturgefälle von 1020  auf 970 . Bei Anwendung der weiteren angegebenen Hilfsmittel kann auch dieses Gefälle noch beseitigt werden, falls es erforderlich sein sollte. 



   Nach den vorstehend angegebenen Grundsätzen können sowohl unmittelbar geheizte Glühkathoden als auch die Heizfäden mittelbar geheizter Glühkathoden ausgebildet werden. Bei unmittelbar geheizten Glühkathoden enthalten zweckmässig einige oder alle Drähte Thoriumoxyd. Als Emissionsstoffe können ferner alle bekannten hoch emittierenden Stoffe, wie z. B. Bariumoxyd, benutzt werden. 



  Die niedrige Arbeitstemperatur derartiger Kathoden lässt den Einfluss von Temperaturunterschieden längs der Kathode besonders in Erscheinung treten, zumal hier die Wärmeleitung überwiegt. Der Gegenstand der Erfindung ist also gerade für solche Kathoden von besonderem Wert. Als Werkstoffe für die Drähte kommen in erster Linie Wolfram oder Molybdän und Nickel oder die Platinmetalle in Betracht. Wolfram ist besonders vorteilhaft wegen seiner hohen Festigkeit auch bei höheren Temperaturen. Nickel hat den Vorteil, dass die hoch emittierenden Stoffe gut auf ihm haften. Im Bedarfsfalle können die Kathoden und insbesondere ihre Enden mit einem Stoff geringer Wärmeabstrahlung, z. B. Kupfer, Silber oder Gold, bedeckt werden.,
Die Kathode nach der Erfindung eignet sich vor allem für   Hochvakuumentladungsröhren,   wie Sende-und Empfängerröhren. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Glühkathode mit   einem Glühfaden   aus mehreren zu einem Seil verdrehten oder verflochtenen Drähten, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verseilung nur auf den für die Emission wirksamen Teil des Glühfadens erstreckt und dass mindestens zwei Einzeldrähte von den Endpunkten der Verseilung zu den Befestigungspunkten an den Trag-oder Spannvorrichtungen auseinanderlaufen.

Claims (1)

1. 2. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Ende der Verseilung auseinanderlaufenden Drähte einzeln an Trag- oder Spannvorrichtungen befestigt sind.

   3. Glühkathode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Drähte an jeder Seite der Kathode an den Trag-oder Spannvorrichtungen befestigt sind und dass die Befestigungspunkte an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks liegen.

   4. Glühkathode nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die auseinanderlaufenden Drähte mit dem verseilten Teil einen Winkel von wenig mehr als 900 einschliessen.

   5. Glühkathode nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass einige der verseilten Drähte an den Endpunkten der Verseilung endigen und nicht bis zu den Trag-oder Spannvorrichtungen durchgeführt sind.

   6. Glühkathode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Drähte zu den Trag-oder Spannvorrichtungen durchgeführt sind und ein Draht an den Endpunkten der Verseilung endigt. <Desc/Clms Page number 3>

   7. Glühkathode nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die verseilten Drähte verschiedene Durchmesser haben.

   8. Glühkathode nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die verseilten Drähte aus verschiedenen Werkstoffen bestehen.

   9. Glühkathode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Trag-oder Spannvorrichtungen durchgeführten Drähte aus Wolfram und die an den Endpunkten der Verseilung endigenden Drähte aus Nickel oder Platin bestehen.

   10. Glühkathode nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die gestreckte Länge der verseilten Drähte verschieden ist.

   11. Mittelbar geheizte Kathode nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

   12. Unmittelbar geheizte Kathode nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

   13. Glühkathode nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder alle Drähte Thoriumoxyd enthalten.

   14. Glühkathode nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Emission dienende Teil mit einem der üblichen hochemittierenden Stoffe, z. B. Bariumoxyd, bedeckt ist. EMI3.1