DE1065945B

DE1065945B -

Info

Publication number: DE1065945B
Application number: DENDAT1065945D
Authority: DE
Publication date: 1959-09-24

Description

DEUTSCHES

AUSLEGE

' Die Erfindung betrifft ein Elektrodensystem mit vorwiegend elektronenoptischer Funktion für Kathodenstrahlröhren, bei dem mehrere von einem Elektronenstrahl durchflutete, etwa parallel zueinander in geringem Abstand hintereinander angeordnete, im wesentlichen ebene Elektroden, z. B. nach Art von JLochblenden, von mindestens zwei parallel zur Elektronenstrahlachse angeordneten, profilierten stab- oder rohrförmigen Keramikstützen gehaltert sind. Es ist bekannt, welche Schwierigkeiten eine gleichzeitige, exakte, stabile und einfache Halterung derartiger Elektroden mit sich bringt, und es sind deshalb bereits verschiedene Wege beschritten worden.

Es ist bereits eine Kathodenstrahlröhre bekanntgeworden, bei der zur Halterung mehrerer auf gleichem Potential befindlicher Elektroden eines Elektrodensystems durch einen steifen Metalldraht derart erfolgt, daß dieser mit den betreffenden Elektroden verschweißt ist und gleichzeitig als Zuleitung dient. Zur Vermeidung eines galvanischen Kontaktes einer Blende mit einem Zuführungs- oder Halterungsdraht, der ein anderes Potential als die Blende führt, ist diese lediglich entsprechend ausgekerbt. Diese Maßnahme ist jedoch für Anordnungen mit mehreren Elektroden, insbesondere ebenen Elektroden unterschiedlichen Potentials, ungeeignet.

Es ist weiter eine Braunsche Röhre bekanntgeworden, bei deren Elektrodenaufbau Keramikstäbe zur Halterung dienen und bei dem sich die Elektroden nur innerhalb der parallel zueinander angeordneten Keramikstäbe befinden und ebene Elektroden stets mit mehreren Zylinderelektroden derart mechanisch zu einer Einheit verbunden sind, daß die Befestigung an den Keramikstäben stets an einer der Zylinderelektroden erfolgt. Für die Befestigung der Zylinderelektroden selbst dienen entsprechend um die Keramikstäbe herumgelegte Schellen. Diese Befestigungsart ist für mehrere unmittelbar dicht hintereinander anzuordnende ebene Elektroden, beispielsweise eines Strahlsystems, ungeeignet.

Weiter ist ein Elektrodensystem für eine Ein- oder Mehrkathodenstrahlröhre bekanntgeworden, bei dem die einzelnen Blenden des relativ langgestreckten Elektrodenaufbaues an einer Anzahl .von Isolierstäben gehaltert sind. Die zur Strahlrichtung parallel angeordneten Halterungsstäbe mit besonderen metallischen Halterungsringen zur Befestigung der einzelnen gleich großen Blenden berühren diese etwa an den Kanten, d. h., der lichte Abstand zwischen jeweils zwei diametral angeordneten Halterungsstäben ist gleich dem Blendendurchmesser. Die eigentliche Befestigung erfolgt über winkelig gebogene Laschen, die sowohl an der Blende als auch an dem betreffenden Halterungsring durch Punktschweißen befestigt sind.

Elektrodensystem mit vorwiegend
elektronenoptischer Funktion
für Kathodenstrahlröhren

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Dr. Johannes Labus₁ München, ist als Erfinder genannt worden

Die erwähnten Halterungsringe sind auf die Isolierstäbe aufgeklemmt und zusätzlich gegen Verschieben durch eine Kittmasse befestigt. Der Nachteil dieser sowie auch anderer bekannter Anordnungen besteht nun darin, daß bei der Herstellung der einzelnen Schweißverbindungen erfahrungsgemäß im gesamten Aufbau erhebliche Spannungen auftreten. Diese führen meist bei einer anschließend auf der Vakuumpumpe stets durchzuführenden Hochfrequenzbehandlung infolge der dabei auftretenden starken Erhitzung — die einzelnen Blenden nehmen dabei erhebliche Energie auf, weil ihr Wirkungsquerschnitt durch keinerlei Löcher oder Schlitze unterbrochen ist — zu nicht unerheblichen Versetzungen und Verziehungen der einzelnen Elektroden. Hinzu kommt, daß durch das Anordnen der Halterungsstäbe außerhalb der Blenden der Systemdurchmesser recht groß wird und daß bei mehreren in geringem Abstand hintereinander angeordneten Elektroden die Länge der Isolierwege zu klein wird, um eine ausreichende Isolation, wie sie z. B. bei rauscharmen Wanderfeldröhren besonders verlangt wird, zu gewährleisten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, bei einem Elektrodensystemaufbau zur Erzielung sehr exakter Strahlführung die vorher geschilderten Nachteile zu vermeiden und einen Aufbau zu schaffen, der infolge größter Stabilität hohe Präzision hinsichtlich der Elektrodenhalterung und Einhaltung engtolerierter Abstände und guter Isolation zwischen den einzelnen Elektroden ermöglicht, so daß im Betrieb bei irgendwelchen Belastungen keinerlei störende Veränderungen im System eintreten. Außerdem soll der Aufbau bestes Vakuum ermöglichen und

909 629/238

deshalb frei von Luft- oder Gaseinschlüssen bzw. von Stoffen mit relativ hohem Dampfdruck sein.

Dies wird bei einem Elektrodensystem mit vorwiegend elektronenoptischer. Funktion für elektrische Entladungsgefäße, bei dem mehrere von einem Elektronenstrahl durchflutete, etwa parallel zueinander in geringem Abstand hintereinander angeordnete, im wesentlichen ebene Elektroden, z. B. nach Art von Lochblenden, von mindestens zwei parallel zur Elektronenstrahlachse angeordneten, profilierten stab- oder rohrförmigen Keramikstützen gehaltert sind, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jede Keramik-Stütze an ihrer Oberfläche mehrere voneinander getrennte, in Achsrichtung oder senkrecht dazu erstrekkende metallisierte Flächenstreifen aufweist und jede Elektrode mit entsprechend geformten Löchern genügender Größe von jeder Keramikstütze ohne direkte Berührung durchsetzt wird und an mindestens zwei Keramikstützen außerhalb der Blendenebene über entsprechend geformte Halteteile durch Löten befestigt ist. Das Metallisieren von Teilen von Keramikkörpern, die man dann mit anderen Teilen durch Weichlot, insbesondere sogar vakuumdicht, verbinden kann, ist an sich bekannt.

Durch die beschriebene Maßnahme erhält das Elektrodensystem in zur Achse senkrechter Richtung eine relativ geringe Ausdehnung, und es können trotzdem die Blenden die für ein einwandfreies Funktionieren des Elektrodensystems erforderliche Flächenausdehnung besitzen. Außerdem wird durch die Befestigung außerhalb der Blendenebene erst in sehr vorteilhafter Weise eine Hintereinanderanordnung von mehreren Blenden in geringem Abstand möglich.

Bei der praktischen Ausführung werden auf jeder Keramikstütze, z. B. von kreisförmigem Querschnitt, soviel Ringflächen in jeweils ausreichenden Abständen voneinander auf metallisiert, wie Elektroden vorhanden sind. Sind mehrere und vor allem recht dicht hintereinander anzuordnende Elektroden zu haltern, so kann man entweder die doppelte Anzahl Keramikstützen benutzen, indem man die einzelnen Elektroden entsprechend versetzt, nur an jeder zweiten Keramikstütze befestigt oder in vorteilhafter Weise Keramikstützen von prismatischer Form verwendet. Bei derartig geformten Keramikstützen werden die metallisierten Flächen als Längsstreifen in der Weise angeordnet, daß zwischen zwei solchen Streifen stets als Isolierstrecke ein nichtmetallisierter Streifen verbleibt. Die zum Durchstecken der Keramikstützen an den Blenden vorgesehenen Löcher werden ausreichend groß bemessen, damit nicht nur keinerlei Berührung zwischen Blende und Keramikstütze zustande kommt, sondern damit auch genügend Platz vorhanden ist für die Unterbringung der winkelig gebogenen Halteteile bei insbesondere mehr als zwei Elektroden. Die bei runden Keramikstützen verwendeten Halteteile bestehen unter anderem aus einer Schelle, die den Keramikstab nicht vollends umschließt. Bei prismatischen Keramikstützen bestehen die Halteteile aus kleinen, zu Winkeln gebogenen Metallbändern von der Breite der Prismaflächen. Geeignetes Lot wird als Folie oder besser als dünner Draht an den einzelnen Halteteilen befestigt, so daß dieses auf Grund der Kapillarkraft ausreichend an die betreffenden Lötflächen gelangt. Der Lötvorgang selbst erfolgt in einem elektrischen Ofen in üblicher Weise bei entsprechender Schutzgasatmosphäre.

Eine solche Anordnung hat gegenüber den bekannten Systemen mehrere wesentliche Vorteile. Dadurch, daß die einzelnen Verbindungen nicht durch

Schweißen, sondern durch ein in einem elektrischen Ofen durchgeführtes Lötverfahren hergestellt sind, können auch später im Betrieb keinerlei Spannungen auftreten, weil beim Löten das Erwärmen und Abkühlen aller Teile relativ langsam erfolgt und die dabei verwendete Aufbaulehre zum richtigen gegenseitigen Anordnen der einzelnen Elektroden erst am Schluß nach langsamem Erkalten der Systemteile entfernt wird. Dadurch, daß außerdem die einzelnen ίο Elektroden mit entsprechenden Löchern für die einzelnen Keramikstützen versehen sind und gegebenenfalls außerdem von den Löchern bis zum Rand noch entsprechende Schlitze vorgesehen sind, nehmen derartige Blenden keine wesentliche Hochfrequenzenergie bei den Arbeitsgängen auf der Hochvakuumpumpe auf, die die Lötstellen gefährden und zur Auslösung irgendwelcher Materialspannungen führen könnte.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele, wie sie je nach Elektrodenanzahl gewählt werden können, dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Elektrodensystems, bei dem Keramikstützen von kreisförmigem Profil verwendet sind;

Fig. 2 zeigt ein anderes System mit Keramikstäben von prismatischer Gestalt.

Die Figuren sind rein schematisch und enthalten vom zugehörigen Elektrodensystem lediglich solche Teile, die zum Verständnis der Erfindung beitragen. In beiden Figuren sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist in einer Ansicht und einem Seitenriß die Befestigung von zwei Elektroden 2 an einem von mehreren für ein Elektrodensystem vorgesehenen Keramikstützen 1 dargestellt. Der Keramikstab 1 ist zu diesem Zweck, nämlich zur Halterung der Blenden 2, mit zwei in einem gewissen Abstand voneinander metallisierten Zylindermantelflächen 3 versehen, die man dadurch erhält, daß man in bekannter Weise ein geeignetes Metallpulver in Form einer Aufschwemmung aufbringt und einbrennt. Die zu befestigenden Blenden, mit genügend großen Löchern im Randbereich zum Durchstecken der Keramikstützen und mit entsprechend geformten Laschen versehen, sind mittels einer Aufbaulehre derart in die richtige Lage zum Keramikstab gebracht, daß der schellenartige Teil der Lasche die metallisierte Fläche der Keramikstütze im wesentlichen umschließt. Eine derartige Anordnung mit runden Keramikstützen kann man immer dann anwenden, wenn zu beiden Seiten der beiden Blenden ausreichend Platz vorhanden ist, um die Laschen auf den betreffenden zylindermantelförmigen, metallisierten Flächen zu befestigen. Sind jedoch mehrere solcher Blenden in sehr geringen Abständen zu haltern, so benutzt man prismatische Keramikstäbe mit abwechselnd metallisierten Prismaflächen.

In Fig. 2 ist analog wie in Fig. 1 ein solches Ausführungsbeispiel dargestellt. Der betreffende Keramikstab 1 hat den Querschnitt eines regelmäßigen Sechsecks, von dem jeweils abwechselnd drei Prismaflächen metallisiert sind. Die zur Befestigung verwendeten Halteteile (Laschen) 4 sind winkelig gebogen und der Breite der Prismaflächen angepaßt. Entsprechend der Sechsteilung des Prismastabes lassen sich, wie leicht einzusehen ist, unmittelbar hintereinander drei Blenden befestigen. Das Profil solcher Prismastäbe muß zu diesem Zweck eine gerade Seitenzahl, aber nicht unbedingt ein gleichseitiges Vieleck als Querschnitt besitzen. Es kann vielmehr in manchen Fällen vorteilhaft sein, die nichtmetallisierten Flächen breiter zu gestalten, um auf diese Weise einen längeren Isola-

Claims

tionsweg zu bekommen. Die metallisierten Streifen können als Zuleitung für die einzelnen Elektroden benutzt werden. In solchen Fällen kann es unter Umständen vorteilhaft sein, die metallisierten Streifen als Widerstandsschichten auszubilden, nämlich immer dann, wenn irgendwelche Ableitwiderstände in den Zuleitungen solcher Elektroden erforderlich sind.

Patentansprüche:

!.Elektrodensystem mit vorwiegend elektronenoptischer Funktion für Kathodenstrahlröhren, bei dem mehrere von einem Elektronenstrahl durchflutete, etwa parallel zueinander in geringem Abstand hintereinander angeordnete, im wesentlichen ebene Elektroden, z. B. nach Art von Lochblenden, von mindestens zwei parallel zur Elektronenstrahlachse angeordneten, profilierten stab- oder rohrförmigen Keramikstützen gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Keramikstütze (1) an ihrer Oberfläche mehrere voneinander getrennte, in Achsrichtung oder senkrecht dazu erstreckte metallisierte Flächenstreifen (3) aufweist und jede Elektrode mit entsprechend geformten Löchern genügender Große von jeder Keramikstütze ohne direkte Berührung durchsetzt ist und an mindestens zwei Keramikstützen außerhalb der Blendenebene über entsprechend geformte Halteteile (4) durch Lötung befestigt ist.
2. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikstützen Kreiszylinderform aufweisen und die auf ihnen angebrachten metallisierten Flächenstreifen einzelne,

geschlossene Ringflächen (Zylindermantelflächen) darstellen (Fig. 1).
3. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikstützen Prismaform mit einem Vieleckquerschnitt gerader Seitenzahl aufweisen und daß die einzelnen metallisierten Flächenstreife.n derart auf verschiedenen Prismaflächen angebracht sind, daß metallisierte und nichtmetallisierte .Prismaflächen miteinander abwechseln (Fig. 2).
4. Elektrodensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsteile der Elektroden nach Art von Schellen die Keramikstützen nur teilweise umschließen.
5. Elektrodensystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsteile der Elektroden, nach Art von Laschen winkelig gebogen, jeweils einzeln an einer Prismafläche einer Keramikstütze befestigt sind.
6. Elektrodensystem nach Anspruch 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Flächenstreifen wenigstens teilweise als Widerstandsschichten ausgebildet sind.
7. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in der Nähe der Keramikstäbe geschlitzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 907 809;
schweizerische Patentschrift Nr. 184 401;
Espe-Knoll : Werkstoffkunde der Hochvakuum- :hnik, 1936, S. 353.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 629/238 9.