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Entladungsröhre mit Glühkathode.
Es ist in der Entladungsröhrentechnik üblich geworden, für viele Zwecke, besonders dort, wo
Wechselstrom zur Heizung der Kathoden verwendet wird, indirekt geheizte Kathoden zu verwenden.
Das sind Kathoden, bei denen der eigentliche Heizkörper, der meist in Form eines gewendelten Heiz- drahtes verwendet wird, durch ein keramisches Isolierröhrchen von der wirksamen Kathodenoberfläche getrennt ist. Es sind Kathoden mit verschiedenen Querschnittformen bekanntgeworden. So hat man zuerst Kathoden gebaut, bei denen der Querschnitt senkrecht zur Kathodenachse kreisförmig gestaltet war. Bei diesen Kathoden war die gesamte kreiszylinderförmige Oberfläche für die Emissionssehieht ausgenützt worden.
Auch Kathoden, bei denen der Heizkörper in zwei Wendeln parallel nebeneinander. geführt worden ist und der Isolierkörper zwischen diesen und der Kathodenoberfläche gewissermassen die einhüllende Fläche darstellte, sind vorgeschlagen worden. Schliesslich ist man auch zu Kathodenformen übergegangen, die einen elliptischen Querschnitt hatten.
In der Hauptanmeldung ist eine Entladungsröhre mit einer mittelbar geheizten Kathode angegeben worden, in der die Kathode einen linsenförmigen Querschnitt besitzt und die Haltestreben zumindest der innersten, die Kathode umgebende Elektrode in der durch die Ecken des Linsenquerschnittes liegenden Ebene liegen.
Erfindungsgemäss wird die Form des Kathodenquersrlmittes dadurch noch günstiger gestaltet, dass die Ecken fortfallen und der Querschnitt ähnlich dem einer Tonne gemacht wird.
Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens soll an Hand der Zeichnung gegeben werden, die den Querschnitt durch ein Elektrodensystem darstellt. Die Glühkathode besteht aus einem keramischen Körper 1, in dessen Bohrungen 2 die Heizwandung 3 liegt. Aussen trägt der keramische Körper eine Metallschicht4, die entweder aus einer übergesehobenen Hülse oder einem durch irgendein bekanntes Metallisierungsverfahren aufgebrachten Metallbelag besteht. Die gewölbten Seiten B der Kathode sind z. B. Kreisbogen, die um die Mittelpunkte 0, 0'geschlagen sind. Die Seitenflächen S sind eben und parallel zu einer durch die Kreismittelpunkte 0, 0'gehenden, senkrecht zur Zeichenebene errichteten Ebene. Die gewölbten Kathodenflächen B sind mit einem emissionsaktiven Belag 5, z. B. einer Erdalkalioxydpaste, bedeckt.
Die Seitenflächen) S hingegen sind nicht aktiviert und weisen daher eine metallische Oberfläche auf.
Die übrigen Elektroden mögen im Beispielsfalle in zur Kathodenoberfläche äquidistanten Flächen liegen, d. h. die auf die Entladung wirksamen Flächen haben als Querschnitte Kreisbogen, die um dieselben Mittelpunkte 0, 0'gezogen sind. Das Steuergitter 6 wird von zwei Haltestreben 7 getragen, die in der Symmetrieebene liegen, welche man sich durch die Schnittpunkt der beiden die Kathode begrenzenden Kreisbogen gelegt denken kann. Auch die Anode 8 besteht aus zur gewölbten Kathodenoberfläche äquidistanten Flächen und wird von den in der gleichen Symmetrieebene eingeordneten Streben 9 getragen. Da die Elektronen im wesentlichen senkrecht zur Kathodenoberfläehe B austreten, spielt sich der Entladungsvorgang in den Winkeln m ab.
Man kann daher auch auf die ausserhalb dieses Winkels liegenden Teile der Anode verzichten und diese etwa aus zwei gewölbten Blechstreifen herstellen, die sich nur über einen dem Winkel fp entsprechenden Bogen erstrecken. Dies bedingt natürlich auch eine Verlegung der Stützen 9. Durch den Wegfall der Ecken des linsenförmigen Kathodenquerschnitts gewinnt man Platz für verhältnismässig dicke Gitterstreben 7, ohne
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dass durch diese eine unzulässige Feldverzerrung verursacht wird. Vielmehr wird durch da, Fehlen der Emission an den Schmalseiten S, die nicht von emissionsfähigem Material bedeckt sind, eine ausserordentlich gute Homogenität des Entladungsraumes gewährleistet.
Insbesondere kann der Strebendurchmesser noch wesentlich dicker gemacht werden, als dies bei einem vollen Linsenquerschnitt gemäss dem Hauptpatent möglich wäre, und trotzdem bleibt das Feld innerhalb der Entladungsbahn gleichmässig. Es leuchtet ein, dass auf diese Weise das Röhrenklingen praktisch ganz unterdrückt werden kann. Ferner bewirkt der grosse Querschnitt der Haltestreben eine gleichmässige Temperaturverteilung längs derselben und gleichzeitig eine Erniedrigung der Gittertemperatur, so dass die Gefahr einer thermischen Gitteremission zurücktritt. Der grosse Querschnitt der Haltestreben bewirkt aber nicht nur eine gute, gleichmässige Verteilung der Wärme, sondern ermöglicht vor allem eine schnelle Abfuhr derselben nach aussen.
Ausserdem wird durch den geringen gegenseitigen Abstand der Gitterstreben mit dem starken Querschnitt eine viel bessere Kühlung der höchst belasteten mittleren Stellen der Gitterwindungsdrähte erreicht als beim. Hauptpatent. Durch den Fortfall der Ecken des Linsenquersehnitts wird auch der Abstand zwischen der Gitterstrebe und der Kathode grösser als der Abstand zwischen der Gitterwicklung und dem daraufliegenden aktiven Teil der Kathodenoberfläche. Da die Schmalseiten S der Kathode metallisch blank sind und der Strahlungskoeffizient einer beispielsweise aus Nickel bestehenden Oberfläche nur etwa halb so gross wie der des aktivierten Teils der Kathode ist, wird gegen die Haltestreben weniger Wärme abgestrahlt und auf diese Weise eine abermalige Herabsetzung der Gittertemperatur erzielt.
Im Rahmen der Erfindung liegen natürlieh auch verschiedene Abwandlungen des Ausführungsbeispiels. Die Kathode und damit auch das Elektrodensystem können sowohl die Form von zylindrischen als auch von sphärischen Linsen haben. Die Seitenflächen S können auch konkav gekrümmt sein. wodurch sich der Abstand zwischen der Kathode und den Gitterstreben noch etwas vergrössern lässt.
Die Krümmung kann ausserdem so gewählt werden, dass eine gewisse Bündelung der von diesen Flächen ausgehenden Wärmestrahlen erzielt wird und diese an den Gitterstreben vorbeigeht. Die Krümmung der mit B bezeichneten Flächen braucht nicht kreis-bzw. kugelförmig zu sein, sondern kann auch davon abweichen, jedoch muss sie immer konvex sein. Die ausserhalb des Steuergitter angeordneten Elektroden, insbesondere die Anode, müssen nicht mehr unbedingt äquidistant zur Kathodenoberfläche sein. Es lassen sich beispielsweise auch kreiszylindrische oder kastenförmige Anoden verwenden.