CH237271A - Direkt geheizte Glühkathode für Hochleistungselektronenröhren. - Google Patents

Description

  Direkt geheizte     Glühkathode    für     Nochleistungselektronenröhren.       Direkt geheizte Glühkathoden von Gross  senderöhren sind im allgemeinen aus einzel  nen parallelen Drähten oder Stäben aufgebaut,  welche durch Ströme beträchtlicher Grösse  zum Glühen und dadurch zur Elektronen  emission gebracht werden. Dabei besteht die  Gefahr, dass sich diese ziemlich langen Ein  zelleiter wegen der durch die grosse Erwär  mung bedingten Längenausdehnung gegen  einander verkrümmen. Als Folge davon kön  nen Kurzschlüsse entstehen. Auch bildet sich  eine räumlich unregelmässig verteilte und  veränderliche Elektronenentladung aus, wo  durch eine unsymmetrische Belastung der  Anode     bedingL'    ist.

   Ausserdem verändern sich  dadurch während des Betriebes die charak  teristischen Grössen der Röhre.  



  Es wurde bereits versucht, zur Vermei  dung dieser Nachteile die parallelen Heiz  drähte mit Querverbindern in ihrer gegen  seitigen Lage zu halten. Jedoch bereitet bei  den bekannten Ausführungsformen die Be  festigung der Querverbinder mit den     Natho-          dendrähten    Schwierigkeiten, da diese leicht    längs der letzteren gleiten.

   Deformiert man,  um das Gleiten zu vermeiden, die Kathoden  glühdrähte und gibt ihnen irgendwie ge  formte     Auskrümmungen    an der Befesti  gungsstelle, so wird wohl eine zuverlässig  fixierte Befestigung erhalten, jedoch ist mit  der Deformation eine bedeutende Verschlech  terung der mechanischen Eigenschaften der  Kathodenstäbe an dieser     Stelle    verbunden,  wodurch die Lebensdauer der Röhre erheb  lich herabgesetzt wird.  



  Die Erfindung bezieht sich nun auf eine  direkt geheizte Glühkathode für     Hochlei-          stungselektronenröhren,    welche mehrere, par  allele, auf einer zur Röhrenachse koaxialen       Zylindermantelfläche        angeordnete    Kathoden  leiter aufweist. Erfindungsgemäss sind bei  dieser die letzteren aus     mindestens    zwei ver  drillten Drähten gebildet und an mindestens  einem Querverbinder befestigt und dadurch  gegenseitig versteift.  



  Die Erfindung vermeidet nicht nur die  obigen Nachteile, indem sie     eine    Befestigung           gewährleistet,    bei     welcher    ein Verschieben  der Querverbinder längs der     Kathodenleiter     nicht mehr möglich ist;

   sie besitzt überdies  den Vorteil,     da.ss    bei     gegebener    Länge der       Glühkathoden        -%vegen    der grösseren elektrisch       wirksamen    Länge der     Kathodenleiter    eine  grössere Spannung an diese angelegt werden  kann, wodurch bei gegebener     Leistung    die  Ströme verkleinert     werden.    Eine Verkleine  rung der Ströme gestattet auch der     Unisland,     dass durch die Wendelform das Verhältnis  Oberfläche zu Leiterquerschnitt     vergrössert     wird, so dass der Querschnitt: des Kathoden  leiters verkleinert werden kann.

   Infolge  dessen erhält man auch eine Verkleinerung  der      irkiing    der Kathodenleiter aufeinander,       welche    von Kräften herrührt, die     parallele     Ströme aufeinander ausüben     (Amperesches     Gesetz) und damit wiederum eine Verkleine  rung der Verkrümmungen der einzelnen  Kathodenleiter gegeneinander.     Überdies    wer  den dadurch die Verluste in den Zuführun  gen kleiner. was einen     wirtschaftlicheren     Betrieb zur Folge hat.

   Ein weiterer Vorteil  der erfindungsgemässen, verdrillten Kathoden  leiter beruht darauf, dass sich defekte Stellen  des     )Vendelmaterials    meistens beim Wickeln  der Wendel zeigen und die     betreffenden     Drähte daher vor dem Zusammenbau der  Röhre ausgeschieden  -erden können,     während     das bei     gesfreckten    Leitern nicht der Fall ist.  Bei den letzteren erkennt man diese Stellen  im allgemeinen erst, wenn sich die Röhre  bereits einige Zeit im Betrieb befindet.  



  Es sind zwar bereits Kathoden, insbeson  dere bei Magnetfeldröhren, bekannt, welche  aus einem direkt geheizten Draht     bestehen,     der als eine auf einem Mittelleiter     aufgewik-          kelte    Wendel ausgebildet ist. Weil diese  Kathoden stets nur aus     einem    einzigen Lei  terstück bestehen, kann bei     diesen    der durch  gegenseitige Versteifung einzelner Leiter  stücke erzielte erfindungsgemässe Vorteil ,je  doch nicht. auftreten.  



  Ausführungsbeispiele der Erfindung seien  nun an Hand der Zeichnung näher     erläutert.     In     Fig.    1 der letzteren ist mit 1 ein ans zwei  miteinander verdrillten Drähten mit: elektro-         neuemittierender    Oberfläche gebildeter ein  zelner     Kathodenleiter        einer        Glühkathode    und  mit ? ein aus einem Draht bestehender Quer  verbinder bezeichnet.

   Zur gegenseitigen Be  festigung     umfasst    der     Querverbinderdraht     den Kathodenleiter in einmaliger     Umschlin-          gung.    Die durch den     Querverbinder    gebildete  Öse passt sich dem     Querschnitt    des Kathoden  leiters an, so     dass    sie nicht eine kreisförmige  Form besitzt und sich deshalb längs des  Kathodenleiters nicht     verschieben    lässt.

   Es       empfiehlt    sich. den     Querverbinderdraht    an       solcher    Stelle um den Kathodenleiter zu  legen, dass die beiden denselben bildenden       Drähte    an dieser Stelle gleichen     Abstand     von der     Achse        haben,        inn    radial weit nach  aussen vorspringende Teile, welche die Ur  sache     unerwünschter    Feldverzerrungen bilden  könnten, zu vermeiden.  



       Fig.    2 stellt einen Querschnitt durch eine  Kathode dar und zeigt, wie     beispielsweise     die     Umschlingung    des     Querverbinderdrahtes    2  um die einzelnen Kathodenleiter 1     ausgeführt     sein kann. Im Beispiel gemäss dieser Figur       lieben    die     Stellen    3, wo sich die     Querverbin-          derdrähte    kreuzen, innerhalb der durch die  Kathodenleiter 1 gebildeten Reuse.

   Erfolgt  die     Umschlingung    im Gegensatz zur dar  gestellten Weise dermassen,     dass    diese Kreu  zungspunkte ausserhalb der Reuse liegen, so  wird eine festere Bindung erzielt. Ausserdem  kann auch eine mehrfache U     msehlingung     vorgesehen sein.  



  Statt eines drahtförmigen Querverbinders  lässt sich auch ein fester Ring verwenden,  welcher die Reuse umschliesst. Die     Fig.    3  und 4 zeigen beispielsweise     Möglichkeiten    zur  Befestigung eines solchen festen     Querverbin-          ders    mit den Kathodenleitern mittels eines       Bindedrahtes.    In     Fig.    3 umfasst der Binde  draht 4 sowohl den Kathodenleiter 1 als auch  den Querverbinder 5 in einmaliger     Umschlin-          gung.     



  In     Fig.    4 besteht der Kathodenleiter 6, 7  aus einem Mittelleiter 6 und einem     zweiten     Leiter 7, welcher     wendelförmig    um den an  dern gewickelt ist. Bei auf diese Weise auf  gebauten Kathoden können beide Leiter      gleichmässig zur Elektronenemission heran  gezogen werden. Jedoch können diese auch  so ausgebildet sein, dass die Mittelleiter 6  hauptsächlich zur Auf     nahme    der mechanischen       Belastung    und die wendelförmig gewickelten  Leiter 7 vorzugsweise zur Elektronenemis  sion vorgesehen sind.

   Im Beispiel gemäss       Fig.    4 geschah die     Verbindung    des als steifer,  ringförmiger Körper ausgebildeten     Querver-          binderstabes    5 mit dem Kathodenleiter wie  derum mit     einem    Bindedraht. Dieser Binde  draht 8 ist hier wendelförmig um den Quer  verbinder 5 gewickelt und beispielsweise an  seinen Enden mit diesem verschweisst. Vor  springende Teile werden möglichst vermieden,  wenn die Verbindung so ausgeführt ist, wie  die Figur es zeigt, indem der Querverbinder 5  den Mittelleiter 6 berührt und der dünne  Bindedraht 8 auf den wendelförmigen Lei  ter 7 zu liegen kommt. Der Versteifungs  körper 5 kann die Kathodenleiter umfassen.

    Vorteilhaft ist es jedoch, wenn er sich inner  halb des durch die letzteren gebildeten Käfigs  befindet.  



  In einer andern Ausführungsform besteht  die     Querverbindung    aus einem ringförmigen  Körper, welcher Ausbuchtungen aufweist,  welche zur Halterung die einzelnen Kathoden  leiter mindestens teilweise umfassen.  



  In den bereits erwähnten Ausführungs  beispielen wurde angenommen, dass sämtliche  Kathodenleiter durch denselben Querverbin  der gehalten sind. Dabei war vorausgesetzt,  dass der Heizstrom die Kathodendrähte alle  in gleicher Richtung durchfliesse, wobei die  Rückführung des Stromes beispielsweise über  einen gemeinsamen Mittelleiter erfolge. Es  ist jedoch ebenfalls möglich, dass mindestens  einzelne Kathodenleiter in Reihe geschaltet  sind und deshalb in verschiedenen Richtungen  von Strom durchflossen werden. Beispiels  weise können sich auf diese Weise Aus  führungsformen ergeben, bei denen benach  barte Leiter stets in entgegengesetzter Rich  tung polarisiert sind.

   Um in diesem Fall  Ströme längs der Querverbinder zu vermei  den, sind die     in,    verschiedenen Richtungen  vom     Strom    durchflossenen Kathodenleiter mit    verschiedenen Querverbindern versteift. Den  Querschnitt einer solchen Kathode zeigt       Fig.    5. Der innere Querverbinder 8 weist  nach     aussen    gerichtete     Ausbuchtungen    zur       Halterung    der Kathodendrähte der einen       Stromrichtung    auf, und der     äussere    Quer  verbinder 9 besitzt nach innen gerichtete, zur  Halterung der Kathodenleiter der andern  Stromrichtung dienende Einbuchtungen.

   Die  Kathodenleiter bestehen auch hier aus einem  Mittelleiter 6 und einer um diesen gewickel  ten Wendel 7.  



  Im Beispiel gemäss     Fig.    5 liegen die  beiden Querverbinder in     derselben.    zur Röh  renachse senkrechten Ebene. Um ein Berühren  von Querverbindern, welche zu     in    verschie  denen Richtungen stromdurchflossenen Ka  thodenleitern gehören, zu vermeiden,     können     diese,     insbesondere    bei nicht steifer, z. B.  drahtförmiger Ausführung, aber auch in ver  schiedenen, senkrecht zur Kathodenachse  liegenden Ebenen angeordnet sein.  



  Schliesslich     sind    nicht nur     Querverbinder     möglich, welche in der Umfangsrichtung ver  laufen, sondern solche Querverbinder können  auch aus in radialer Richtung verlaufenden  Drähten oder Stäben     bestehen.    Eine ganz  besonders feste und stabile Einrichtung ergibt  sich durch Kombination ringförmig und ra  dial verlaufender Ausführungsformen.  



  Soll die Elektronenemission der Kathode  möglichst erhöht werden, so empfiehlt es  sich, auch den Querverbindern eine elektro  nenemittierende Oberfläche zu     geben    und sie  gegebenenfalls mit geeigneten Strömen zu  heizen.  



  Ganz besonders vorteilhaft ist es, eine  Spannfeder vorzusehen, welche die mit der  Erwärmung verbundene     Ausdehnung    der  Glühkathode aufnimmt, indem die Feder auf  einen in Richtung der Röhrenachse beweglich  ausgeführten Träger     wirkt,    an welchem die  Kathodendrähte mit ihrem     einen    Ende be  festigt sind.

   Ausserdem empfiehlt es sich,  jeden Kathodenleiter durch eine diesem spe  ziell zugeordnete Feder dauernd in gestreck  ter Lage zu halten, wobei die Aufgabe dieser       Einzelfeder        insbesondere    das     Herbeiführen         eines Ausgleiches der verschieden starken       Ausdehnungen    der Kathodenleiter ist.

       .In     diesem Fall erweisen sich Kathodenleiter ge  mäss     Fig.    4 als besonders günstig, wenn der  Mittelleiter mechanisch sehr stabil ausgeführt  ist und der wendelförmige Leiter     hauptsäch-          lich    die Elektronenemission     übernimmt.     Durch geeignete Wahl des     Materials    der bei  den Drähte 6 und 7 lässt sich ohne weiteres  erreichen, dass vom wendelförmigen Draht 7  über     50'ö    des gesamten Kathodenstromes  emittiert  -erden.

   Eine Ausführungsform, bei  der der Mitteldraht vor allem zur Aufnahme  der mechanischen Belastung und der     wendel-          förmige    Draht zur Elektronenemission dient,  besteht aus einem reinen und einem     thorier-          ten        @Volframdraht.    Der wendelförmige Draht,  welcher zur Erhöhung seiner     Elektronen-          emission    einer     Vorbehandlung        unterworfen     wird, ist wegen derselben sehr spröde und  muss daher mechanisch durch den innern  Draht entlastet werden.

   U m die elektronen  emittierende Oberfläche zu vergrössern, kann  der Mittelleiter auch von zwei oder mehr  Wendeln umgeben werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Direkt o-eheizte Glühkathode für Hoch leistungselektronenröhren, welche mehrere, parallele, auf einer zur Röhrenachse koaxia len Zylindermantelfläche angeordnete Katho denleiter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die letzteren aus mindestens zwei ver drillten Drähten gebildet und an mindestens einem Querverbinder befestigt und dadurch gegenseitig versteift sind. UN TERANSPRÜCHE 1.

   Glühkathode nach Patentanspruch, da durch gelzennzeichnet, da.ss der Querverbinder an solcher Stelle um den Kathodenleiter ge lebt ist, dass die beiden denselben bildenden Drähte an dieser Stelle gleichen Abstand von der Achse haben, um radial weit nach aussen vorspringende Teile, welche die Ursache un erwünschter Feldverzerrungen bilden könn ten, zu vermeiden.

   ?. GlültlcIitliode nach Patenlanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens ein Querverbinder aus einem Draht oder Stab besteht. 3. Glühkathode nach Unteranspruch dadurch geken nzeiolinet, class zur Verbindung des Querverbinders mit den Kathodenleitern der erstere die letzteren umschlingt.

   4. Glühkathode nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Umschlingung entstehende Kreuzungsstelle <B>(</B>3 in Fig. 2) der Querverbinder innerhalb der durch die Leiter gebildeten Reuse liegt. 5. Glühkathode nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Querverbinder aus einem ringförmigen Körper besteht. 6. Glühkathode nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Querverbinder Ausbuchtungen aufweist, welche die einzelnen Kathodenleiter minde stens teilweise umfassen. 7.

   Glühkathode nach Patentanspruch, da- durch gekennzeichnet, dass der Querverbinder mittels eines Bindedrahtes am Kathodenleiter befestigt ist. B. Glühkathode nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindedraht den Kathodenleiter und den Querverbinder einmal unifasst. 9. Glühkathode nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindedraht den Kathodenleiter mindestens teilweise und den Querverbinder mindestens einmal umfasst. 10.

   Glühkathode nach Unteranspruch. 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindedraht und der Querverbinder verschweisst sind. 11. Glühkathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Querverbinder aus radial verlaufenden Stä ben oder Drähten besteht. 12. Glühkathode nach Patentansprueli, bei welcher der Heizstrom die Kathodenleiter in verschiedenen Richtungen durchfliesst, da durch gekennzeichnet, dass die Drähte ver schiedener Polarität mit verschiedenen Quer verbindern versteift sind. 13.

   Glühkathode nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte ver schiedener Polarität versteifenden Querver binder in verschiedenen, senkrecht zur Röh renachse liegenden Ebenen angeordnet sind. 14. Glühkathode nach Unteranspruch 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass zu Drähten verschiedener Polarität gehörende Querverbinder paarweise in der gleichen, senkrecht zur Röhrenachse liegenden Ebene angeordnet sind und verschiedene Durchmes ser aufweisen, wobei der Querverbinder mit dem grösseren Durchmesser nach innen ge richtete, zur Halterung der Kathodendrähte dienende Einbuchtungen aufweist und der andere, dem gleichen Zweck dienende, nach aussen gerichtete Ausbuchtungen besitzt. 15.

   Glühkathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Querverbin der mindestens teilweise eine elektronen emittierende Oberfläche besitzen. 16. Glühkathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zelne Kathodenleiter durch mindestens eine Feder in gestreckter Lage gehalten werden. 17. Glühkathode nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zelne Kathodenleiter durch eine diesen ge meinsame Feder in gestreckter Lage gehalten werden. 1$. Glühkathode nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zelne Kathodenleiter durch Einzelabfederung in gestreckter Lage gehalten werden. 19.

   Glühkathode nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathoden leiter aus einem Mitteldraht bestehen, um den mindestens ein zweiter Draht wendelförmig gewickelt ist. 20. Glühkathode nach Unteranspruch 19, gekennzeichnet durch eine solche Ausführung der Kathodenleiter, dass vom wendelförmigen Draht über<B>50%</B> des gesamten Elektronen stromes emittiert wird.

   21. Glühkatbode nach Unteranspruch 20, gekennzeichnet durch eine solche Ausführung der Kathodenleiter, dass der Mitteldraht aus einem weniger spröden und weniger emis sionsfähigen Material besteht als der Wendel= förmige Draht, damit der erstere hauptsäch lich zur Aufnahme der mechanischen Be lastung und der wendelförmige Draht haupt sächlich zur Elektronenemission dienen kann. 22. Glühkathode nach Unteransprüchen 1, 5 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Querverbinder dermassen an den Kathodenleitern befestigt ist, dass er den Mittelleiter berührt.