DE1165758B

DE1165758B - Immediately heated cathode for an electrical discharge tube

Info

Publication number: DE1165758B
Application number: DEN20656A
Authority: DE
Inventors: Hans Georg Gerlach; Wilhelmus Albert Jurgens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1960-10-14
Filing date: 1961-10-10
Publication date: 1964-03-19
Also published as: GB978217A; CH404812A; ES271131A1; NL113253C; US3177393A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: H Ol jBoarding school Kl .: H Ol j

Nummer:Number:

Deutsche Kl.: 21 g -13/02 German class: 21 g - 13/02

Aktenzeichen: N 20656 VIII c / 21 g
Anmeldetag: 10. Oktober 1961
Auslegetag: 19. März 1964File number: N 20656 VIII c / 21 g
Filing date: October 10, 1961
Opening day: March 19, 1964

Die Erfindung betrifft eine unmittelbar geheizte, eine hantierbare Einheit bildende Kathode für eine elektrische Entladungsröhre, insbesondere für eine Senderöhre. In bestimmten Anwendungsfällen 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 Sendeempfangsgeräten, in denen, um den Stromverbrauch herabzusetzen, die Senderöhren während des Empfangene abgeschaltet werden.The invention relates to a directly heated, a manageable unit forming cathode for a electric discharge tube, in particular for a transmitter tube. In certain use cases it is It is desirable that an electric discharge tube be operational substantially immediately after it is turned on is. This is the case, among other things, with mobile or portable transceivers in which, to to reduce the power consumption, the transmitter tubes are switched off during the reception.

Es ist bereits bekannt, direkt geheizte Kathoden aus einer Anzahl dünner parallel geschalteter Glühdrähte, die sehr schnell nach dem Einschalten ihre Betriebstemperatur erreichen, aufzubauen. Da jedoch, um eine ausreichend große emittierende Oberfläche zu erhalten, eine große Anzahl dünner Drähte parallel geschaltet werden muß, ergeben sich bei der Aufhängung und Montage der Drähte Schwierigkeiten. It is already known to use directly heated cathodes from a number of thin filaments connected in parallel, which reach their operating temperature very quickly after being switched on. However, since, to get a sufficiently large emitting surface, a large number of thin wires in parallel must be switched, difficulties arise in the suspension and assembly of the wires.

Werden die Drähte an zwei parallelen Querstäben befestigt, so müssen diese Stäbe während des Aufbaues 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.If the wires are attached to two parallel cross bars, these bars must be used during assembly of the system can be connected with support members and tension springs. Because the thin wires do not have any Have rigidity and the cathode does not form a manageable unit, the assembly of the cathode in the Electrode system not easy.

Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, ist es bereits bekannt, die Glühdrähte parallel und isoliert voneinander auf einen starren Rahmen aufzuwickeln und somit hantierbar zu machen.To overcome this difficulty, it is already known to keep the filaments parallel and insulated from one another Wind up on a rigid frame and thus make it manageable.

Eine derartig ausgebildete Kathode weist jedoch den neuen Nachteil auf, daß wegen der starren Ausbildung des Rahmens eine Korrektur der Drahtspannung nach dem Wickeln nicht mehr möglich ist und so die Gefahr besteht, daß die einzelnen parallelen Drähte während des Betriebes in verschiedenen Ebenen liegen. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Laufzeiten der emittierten Elektronen, was sich beim Betrieb mit sehr hohen Frequenzen nachteilig bemerkbar macht.A cathode designed in this way, however, has the new disadvantage that because of the rigid design of the frame a correction of the wire tension after winding is no longer possible and so there is a risk that the individual parallel wires during operation in different Levels lie. This results in different transit times of the emitted electrons, which is disadvantageously noticeable when operating at very high frequencies.

Der Erfindung, die von einer unmittelbar geheizten, eine hantierbare Einheit bildenden Kathode für eine elektrische Entladungsröhre ausgeht, die aus einer Anzahl parallel geschalteter dünner Drähte besteht, die auf zwei voneinander isolierten Metallträgern aufgewickelt sind, liegt die Aufgabe zugrunde, den zuletzt genannten Nachteil zu beseitigen, d. h. eine Kathode der genannten Art zu schaffen, bei der die einzelnen Drähte auch im Betriebszustand in einer Ebene parallel zueinander liegen.The invention, from a directly heated, a manageable unit forming cathode for a electrical discharge tube, which consists of a number of thin wires connected in parallel, goes out, which are wound on two isolated metal supports, the task is based on the last to eliminate the disadvantage mentioned, d. H. to create a cathode of the type mentioned, in which the individual wires lie parallel to one another in one plane even in the operating state.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Drähte auf zwei U-förmig gebogene Unmittelbar geheizte Kathode für eine elektrische EntladungsröhreAccording to the invention, this object is achieved in that the wires are bent into two U-shapes Immediately heated cathode for an electrical discharge tube

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Netherlands)

Vertreter:Representative:

Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Hans Georg Gerlach,Hans Georg Gerlach,

Wilhelmus Albert Jürgens, EindhovenWilhelmus Albert Juergens, Eindhoven

(Niederlande)(Netherlands)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Niederlande vom 14. Oktober 1960 (Nr. 256 883)Netherlands of October 14, 1960 (No. 256 883)

Metallkappen aufgewickelt sind, die auf einander gegenüberliegenden Enden einer Stützplatte aufgeschoben und auf dieser zum Zweck des Spannens der Drähte gegeneinander verschiebbar sind.Metal caps are wound, which are pushed onto opposite ends of a support plate and are displaceable on this for the purpose of tensioning the wires against one another.

Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtIn the following three exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kathode,Fig. 1 is a longitudinal section through a first embodiment a cathode,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Kathode gemäß der Fig. 1,F i g. 2 shows a side view of the cathode according to FIG. 1,

F i g. 3 und 4 einen Längsschnitt bzw. eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kathode undF i g. 3 and 4 show a longitudinal section and a side view, respectively, of a second exemplary embodiment of a Cathode and

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kathode.5 shows a longitudinal section through a third embodiment a cathode.

In den Fig. 1 und 2 ist 1 der emittierende Kathodendraht, der z. B. aus einem Wolframthoriumdraht oder aus einem mit Barium-Strontium-Emissionspaste bedeckten Wolfram- oder Molybdändraht bestehen kann.In Figs. 1 and 2, 1 is the emitting cathode wire, the z. B. from a tungsten thorium wire or from one with barium-strontium emission paste covered tungsten or molybdenum wire.

Der Draht 1 ist durchgehend auf den U-förmigen Molybdänkappen 2 und 3 aufgewickelt. Während des Wickeins werden die Teile des Drahtes 1, die auf den Kappen 2 und 3 aufliegen, mit einem (nicht gezeigten) Schaber blank gemacht, wenigstens an den Stellen, die mit den Kappen in Berührung kommen.The wire 1 is continuously wound onto the U-shaped molybdenum caps 2 and 3. While during winding, the parts of the wire 1 that lie on the caps 2 and 3 are covered with a (not shown) Scraper made shiny, at least in the places that come into contact with the caps.

409 539/372409 539/372

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. Der Stützdraht 5 wird später im Elektrodensystem an einem Stützstab befestigt, während der Stützdraht 6 mit einem Bügel 7 versehen ist.The caps 2 and 3 are slidably supported by the support plate 4, which in this case is made of ceramic Material. The support wires 5 are located between the caps 2 or 3 and the support plate 4 or 6 arranged and welded to the caps. The support wire 5 is later in the electrode system attached to a support rod, while the support wire 6 is provided with a bracket 7.

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 die Drähte 1 spannt, weil die Kappen 2 und 3 verschiebbar auf der Stützplatte 4 angeordnet sind.The cathode forms a manageable unit. After mounting in the electrode system, the Bracket 7 a cross bracket 15 is arranged, which is pulled down by springs 8 and consequently tensions the wires 1 because the caps 2 and 3 are slidably arranged on the support plate 4.

Um die Herstellungskosten der Kathode gering zu machen, ist in der Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4 die keramische Platte 4 durch eine Glimmerplatte 11 ersetzt. Eine solche Glimmerplatte ist außerdem weniger zerbrechlich als eine keramische Platte. 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 und hierüber 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, 20mal auf den Kappen 2 und 3 aufgewickelt, so daß die Kathode aus insgesamt 40 Drahtteilen mit einer Gesamt-Oberfläche 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 Amp. bei einer Heizspannung von 1,4 bis 1,6 Volt.In order to make the manufacturing costs of the cathode low, in the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the ceramic plate 4 is replaced by a mica plate 11. Such a mica plate is also less fragile than a ceramic plate. Since a mica plate is relatively flexible, the caps 2 and 3 are welded to metal cylinders 9 and 10 with a rectangular cross-section, which support the mica plate 11 over most of its length and can move about it. In this embodiment, the tungsten cathode wire 1, which has a thickness of 27 microns and is covered with an emitting layer of 20 microns thick, is wound 20 times on the caps 2 and 3, so that the cathode consists of a total of 40 wire parts with a total surface area of 2 cm ² . The total length of the cathode unit without the brackets 5 and 6 is 38 mm, the width of the caps 2 and 3 is 5 mm, the wound width is 4 mm. The wall thickness of the caps 2 and 3 is 0.25 mm, that of the cylinders 9 and 10 is 75 microns and the thickness of the mica backing plate is 0.4 mm. The total thickness of the cathode unit is 1.3 mm. The current is 3 amps with a heating voltage of 1.4 to 1.6 volts.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine Stützplatte 12 aus Metall, z. B. Molybdän, verwendet, die an den Enden mit Isolierschichten 13 und 14 bedeckt ist, um Kurzschluß der 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 10 Volt angelegt wird, auch als Ionenfalle.In the embodiment of FIG. 5 is a Support plate 12 made of metal, e.g. B. molybdenum is used, which is covered with insulating layers 13 and 14 at the ends to prevent short-circuiting of caps 2 and 3. This plate 12 can be covered with zircon powder and works when applied to a negative voltage of a few tens of volts, also as Ion trap.

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. Die beiden Kathodenflächen sind durch die Stützplatte getrennt, so daß eine definierte Elektronenlaufzeit erhalten wird, weil die Elektronen der einen Kathodenhälfte nur zur zugehörigen Hälfte des Systems wandern können. Alle Elektronen legen also einen gleichen Abstand zurück. Außerdem ist die Selbstinduktion für die Zuführungsleiter und die Kathodendrähte gering.It has been shown that the cathode according to the invention by the use of thin wires quickly reaches operating temperature and is particularly suitable for transmission tubes for very short waves, since the thin wires lying close to each other emit as a surface. The two cathode surfaces are separated by the support plate, so that a defined electron transit time is obtained because the electrons one half of the cathode can only migrate to the associated half of the system. All electrons so cover the same distance. Also, the self-induction for the feeder ladder and the cathode wires low.

Claims

Patent claims:

1. Immediately heated, a manageable unit forming a cathode for an electrical discharge tube, which consists of a number of parallel thin wires which are wound on two insulated metal supports, characterized in that the wires (1) on two U-shaped bent metal caps (2, 3), which are pushed onto opposite ends of a support plate (4, 11, 12) and can be displaced against one another on this for the purpose of tensioning the wires.

2. Cathode according to claim 1, characterized in that the support plate (4) made of ceramic Material.

3. Cathode according to claim 1, characterized in that the support plate (11) made of mica consists and at the two ends with the predominant part of their length covering metal support tubes (9, 10) is provided with a rectangular cross-section, over which the wound U-shaped caps (2, 3) are pushed, which on attached to the tubes and can be moved together with them on the support plates.

4. Cathode according to claim 1, characterized in that the support plate (12) consists of metal and is covered at opposite ends with insulating material (13,14) over which the U-shaped caps (2, 3) are pushed.

5. Cathode according to claims 1 and 4, characterized in that the support plate (12) is covered with zirconium and placed at a negative potential with respect to the cathode wires can be.

Publications considered: German Patent No. 519 082.

1 sheet of drawings

409 539/372 3. 64 ® Bundesdruckerei Berlin