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Direkt geheizte, eine starre, hantierbare Einheit bildende Kathode für eine elektrische Entladungsröhre
Die Erfindung bezieht sich auf eine direkt geheizte, eine starre, hantierbare Einheit bildende Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die aus einer Anzahl parallel geschalteter dünner Drähte besteht, die durch Aufwickeln eines Drahtes um zwei Stützen erhalten sind, insbesondere eine direkt ge- heizte Kathodeneinheit für eine Senderöhre.
In bestimmten Fällen ist es erwünscht, dass eine elektrische Entladungsröhre im wesentlichen sogleich nach dem Einschalten betriebsbereit ist. Dies ist unter anderem der Fall bei mobilen oder tragbaren Sende-Empfangsgeräten, bei denen die Senderöhren während des Empfangens ausgeschaltet werden, um den Heizstromverbrauch zu beschränken.
Es ist bekannt, dass direkt geheizte Kathoden, die aus einer Anzahl dünner parallelgeschalteter Glühdrähte bestehen, sehr schnell nach dem Einschalten die Betriebstemperatur annehmen. Eine Schwierigkeit ist jedoch, dass, um eine genügend grosse emittierende Oberfläche zu erhalten, eine grosse Anzahl dünner Drähte parallelgeschaltet werden muss. Dies führt bei der Aufhängung und bei der Montage in der Röhre zu Schwierigkeiten.
Werden die Drähte an zwei parallelen Querstäben befestigt, so müssen diese Stäbe während des Aufbauens des Systems mit Stützgliedern und Spannfedern verbunden werden. Da die dünnen Drähte keine Steifigkeit besitzen und die Kathode keine hantierbare Einheit bildet, ist die Montage der Kathode im Elektrodensystem nicht einfach.
Daher hat man schon in der deutschen Patentschrift Nr. 519082 vorgeschlagen, den Kathodendraht zwischen zwei gegenüberliegenden metallischen Seiten eines starren Rahmens auszuspannen und an diesen Stützen leitend zu verbinden. Der Nachteil dieser bekannten Anordnung ist aber, dass die Kathodendrähte dann im Betrieb, wenn sie erhitzt werden, zufolge ihrer Ausdehnung ihre mechanische Spannung verlieren und sich biegen, was zum Kurzschluss mit dem Steuergitter führen kann.
Wenn eine solche Kathode für eine Kurzwellenröhre verwendet wird, ergibt sich weiterhin noch der Nachteil, dass die Kathodendrähte nicht in einer Ebene liegen, so dass die Laufzeit der Elektronen nicht für alle Elektronen gleich ist.
Die Erfindung ermöglicht es, diese Nachteile zu vermeiden, unter Beibehaltung der einfachen Herstellungsweise einer solchen als eine hantierbare Einheit ausgebildeten Kathode und diese bequem im Elektrodensystem anzuordnen. Zu diesem Zweck wird der Draht einer solchen direkt geheizten Kathode auf zwei U-förmigen, voneinander isolierten Kappen aufgewickelt, die verschiebbar über zwei einander gegenüberliegenden Enden einer Stützplatte angeordnet sind und die mittels Stülzdràhten und Bügeln mit Spannlederu im Elektrodensystem befestigt werden können. Die Stützplatte bildet mit den Kappen und dem Kathodendraht eine hantierbare Einheit.
Der bedeckte Kathodendraht kann dann in bekannter Weise einfach auf diese Kappen aufgewickelt werden, wobei das emittierende Material der Teile, die mit den Kappen in Berührung kommen, während des Aufwickelns wenigstens auf der Seite des Drahtes, die auf den U-förmigen Platten aufliegt, mit einem Schaber entfernt wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Kathode nach der Erfindung durch Anwendung von dünnen Drähten sehr schnell auf Betriebstemperatur kommt und besonders für Senderöhren für sehr kurze Wellen geeignet ist, da die nahe zueinander liegenden dünnen Drähte als eine Fläche emittieren, während die beiden Katho-
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denflächen durch die Stützplatte getrennt sind, so dass eine definierte Elektronenlaufzeit erhalten wird, da die Elektronen der einen Kathodenhälftenur zur zugehörigen Hälfte des Systems wandern können. Alle
Elektronen legen also einen gleichen Abstand zurück. Ausserdem ist die Selbstinduktion der Zuführungs- leiter und der Kathodendrähte gering.
Wenn die Stützplatte aus Metall besteht, müssen die Enden, über die die U-förmigen Kappen ge- schoben werden, mit einer Isolierschicht bedeckt werden. Dies ist nicht erforderlich, wenn die Stützplatte aus Isoliermaterial besteht.
Nachdem die Kathode im System angeordnet ist, wird durch Federwirkung in entgegengesetzter Rich- tung an den U-förmigen Kappen gezogen, wodurch die Drähte gespannt gehalten werden, weil sich die
Kappen entlang der Stützplatte verschieben können.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung und einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Kathodeneinheit nach der Erfindung, und Fig, 2 ist eine Seitenansicht derEinheit nach Fig. 1. Fig. 3 und 4 stellen eine andere Ausführungsform der Erfin- dung im Längsschnitt bzw. in einer Seitenansicht dar. Fig. 5 ist ein Längsschnitt einer weiteren Ausfüh- rungsform der Erfindung.
In Fig. 1 und 2 ist 1 der emittierende Kathodendraht, der z. B. aus einem Wolfram-Thoriumdraht oder aus einem mitBarium-Strontium-Emissionspaste bedeckten Wolfram- oder Molybd1indraht bestehen kann.
Der Draht 1 ist durchgehend auf den U-förmigen Molybdänkappen 2 und 3 aufgewickelt. Während des Wickelns werden die Teile des Drahtes 1, die auf den Kappen 2 und 3 aufliegen, mit einem (nicht ge- zeigten) Schaber wenigstens an den Stellen, die mit den Kappen in Berührung kommen, blank gemacht.
Die Kappen 2 und 3 sind verschiebbar durch die Stützplatte 4 unterstützt, die in diesem Fall aus keramischem Material besteht. Zwischen den Kappen 2 bzw. 3 und der Stützplatte 4 sind die Stützdrähte 5 bzw.
6 angeordnet und an den Kappen festgeschweisst. Das seitliche Verschieben der Platte 4 kann in verschiedener Weise vermieden werden, z. B. durch Einwärtsbiegen der Ecken der Kappen 2 und 3. Der Stützdraht 5 wird später im Elektrodensystem an einem Stützstab befestigt, während der Stützdraht 6 mit einem Bügel 7 versehen ist. Die Kathode bildet eine hantierbare Einheit. Nach der Montage im Elektrodensystem wird über dem Bügel 7, ein Querbügel 15 angeordnet, der durch Federn 8 nach unten gezogen wird und demzufolge dieDrähte 1 spannt, weil die Kappen 2 und 3 verschiebbar auf der Stützplatte4 angeordnet sind.
Um die Herstellungskosten der Kathode äusserst gering zu machen, ist in der Ausführungsform nach denFig. 3 und 4 die keramische Platte 4 durch eine Glimmerplatte 11 ersetzt. Eine solche Glimmerplatte ist ausserdem weniger zerbrechlich als eine keramischePlatte. Da eine Glimmerplatte verhältnismässig biegsam ist, sind die Kappen 2 und 3 auf Metallzylindern 9 und 10 mit rechteckigem Querschnitt festgeschweisst, die die Glimmerplatte 11 über dem grössten Teil ihrer Länge unterstützen, sich jedoch entlang dieser verschieben können.
Bei dieser Ausführungsform ist der Wolframkathodendraht 1, der eine Stärke von 27 Mikron aufweist und mit einer emittierenden Schicht von 20 Mikron Stärke bedeckt ist, 20 mal um die Kappen 2 und 3 gewickelt, so dass die Kathode aus insgesamt 40 Drahtteilen mit einer Gesamtoberfläche von 2 cm2 besteht. Die Gesamtlänge der Kathodeneinheit ohne die Bügel 5 und 6 beträgt 38 mm, die Breite der Kappen 2 und 3 ist 5 mm, die bewickelte Breite 4 mm. Die Wandstärke der Kappen 2 und 3 ist 0,25 mm, diejenige der Zylinder 9 und 10 ist 75 Mikron und die Stärke der Glimmerstützplatte 0,4 mm.
Die Gesamtdicke der Kathodeneinheit ist 1, 3 mm. Die Stromstärke beträgt 3 Ampère bei einer Heizspannung von 1, 4 bis 1, 6 Volt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine Stützplatte 12 aus Metall, z. B. Molybdän, verwendet, die an den Enden mitisolierschichfen 13 und 14 bedeckt ist, um einen Kurzschluss zwischen den Kappen 2 und 3 zu verhüten. Diese Platte 12 kann mit Zirkonpulver bedeckt werden und arbeitet dann, wenn sie an eine negative Spannung von einigen zehn Volt gelegt wird, auch als Ionenfalle.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Direkt geheizte, eine starre, hantierbareEinheit bildende Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, die aus einer Anzahl parallelgeschalteter dünner Drähte besteht, die durch Aufwickeln eines Drahtes um zwei Stützen erhalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (1) auf zwei U-förmigen, voneinander isolierten Metallkappen (2,3) aufgewickelt sind, die verschiebbar über zwei einander gegen- überliegendenEnden einerStützplatte (4, 11, 12) angeordnet sind, welche Stützkappen (2,3) mittels Stützstäben (5,6) und Bügeln (7, 15) an Federn (8) im Elektrodensystem befestigt werden können.