DE1589773B2 - Cathode ray tube with an electron permeable window - Google Patents
Cathode ray tube with an electron permeable windowInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit einem elektronendurchlässigen Fenster, welches an seiner Innenseite durch ein Gitter abgestützt ist, das mit dem Fenster in Berührung steht, aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit geschaffen ist und aus parallel zueinander liegenden, die Öffnung eines das Fenster umgebenden Rahmens überspannenden Metallstützen, die gleichen Abstand voneinander haben und einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, gebildet ist.The invention relates to a cathode ray tube with an electron-permeable window, which is supported on its inside by a grid that is in contact with the window, made of a Material of high thermal conductivity is created and made of parallel to each other, the opening of a frame surrounding the window spanning metal supports, the same distance from each other have and have a rectangular cross-section, is formed.
Bei einer aus der USA.-Patentschrift 2 449 872 bekannten Kathodenstrahlröhre dieser Art ist wenigstens die Außenseite des aus einer kreisförmig zugeschnittenen Metallfolie gebildeten Fensters mit einer selbstdichtenden Substanz beschichtet, und die die Rahmenöffnung überspannenden Metallstützen des das Fenster abstützenden Gitters sind vergleichsweise starre Abschnitte eines Metallbandes, deren abgebogene Enden an den Öffnungsrand des Rahmens angeschweißt sind. Im Rahmen einer alternativen Ausführungsform wird das dortige Fenster mit einem spiralförmig verlegten Metallband abgestützt.In a cathode ray tube of this type known from US Pat. No. 2,449,872, at least the outside of the window formed from a circularly cut metal foil with a self-sealing substance coated, and the frame opening spanning the metal supports of the The grille supporting the window are comparatively rigid sections of a metal strip whose bent Ends are welded to the opening edge of the frame. As part of an alternative embodiment the window there is supported with a spiral-shaped metal band.
Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 2 722 620 eine Kathodenstrahlröhre bekannt, bei welcher das Elektronenfenster durch eine rechteckige Metallfolie gebildet ist, die an die Außenseite eines Stützrahmens angeklebt ist. Die Metallfolie ist entlang ihrer Längsachse halbzylindrisch ausgewölbt und faßt mit dieser Auswölbung in eine im Querschnitt angepaßte Auskehlung des Stützrahmens ein, der mit einer zentralen, dem Verlauf der Fensterauswölbung folgenden Durchgangsöffnung versehen ist. Weiterhin besitzt der Stützrahmen eine entlang der beiden Längsseiten seiner Durchgangsöffnung gelegte Leitung für ein flüssiges Kühlmittel, welches dabei die bei dem Elektronenaustritt gebildete Wärme abführen soll.Furthermore, a cathode ray tube is known from US Pat. No. 2,722,620, in which the Electron window is formed by a rectangular metal foil attached to the outside of a support frame is glued on. The metal foil is arched semicylindrical along its longitudinal axis and grips with it this bulge into a cross-section adapted groove of the support frame, which with a central, the course of the window bulge following through opening is provided. Still owns the support frame a line laid along the two long sides of its through opening for a liquid coolant, which is supposed to dissipate the heat generated when the electrons exit.
Weitere Vorschläge zur Ausbildung eines derartigen Elektronenfensters von KathodenstrahlröhrenFurther proposals for the formation of such an electron window of cathode ray tubes
1S befassen sich vorrangig mit der Zielsetzung, dem Fenster eine zur Beherrschung des Druckunterschiedes ausreichende Festigkeit zu geben. Zu diesem Zweck sind waben- bzw. rasterförmige Stützgitter vorgesehen, die an der Innenseite und/oder an der. Außenseite des Fensters anliegen, wobei das Fenster entweder aus einer Metallfolie gebildet ist oder aus einem gasundurchlässigen Film aus Natriumbentonit besteht, mit welchem die Außenseite des metallischen Stützgitters beschichtet ist. 1 S are primarily concerned with the objective of giving the window sufficient strength to control the pressure difference. For this purpose, honeycomb or grid-shaped support grids are provided on the inside and / or on the. Rest outside of the window, wherein the window is either formed from a metal foil or consists of a gas-impermeable film of sodium bentonite, with which the outside of the metallic support grid is coated.
Die bekannten Fensterausbildungen sind insgesamt darin nachteilig, daß sie unbefriedigende Kompromißlösungen darstellen zwischen der für das Fenster zur Beherrschung des Druckunterschiedes erwünschten Festigkeit und der Elektronendurchlässigkeit des Fensters, die hauptsächlich abhängig ist von der Ausbildung der für das Fenster gewählten Abstützung und der Möglichkeit einer beschleunigten Abführung der beim Elektronenaustritt gebildeten Wärme. Es besteht deshalb die Aufgabe, für eine Kathodenstrahlröhre der eingangs genannten Art eine Gitteranordnung zu schaffen, durch welche einerseits eine maximale Zuverlässigkeit des Fensters und andererseits eine maximale Elektronendurchlässigkeit erreicht wird.The known window designs are generally disadvantageous in that they are unsatisfactory compromise solutions represent between that desired for the window to control the pressure difference Strength and the electron permeability of the window, which is mainly dependent on the design the support chosen for the window and the possibility of accelerated removal of the heat generated when the electrons exit. There is therefore an object for a cathode ray tube of the type mentioned to create a grid arrangement through which on the one hand a maximum reliability of the window and, on the other hand, maximum electron permeability is achieved will.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fenster eine im wesentlichen langgestreckte Rechteckform aufweist, daß quer oder parallel zu deren Längskanten die Metallstützen in einem gegenseitigen Abstand von weniger als 25 mm angeordnet sind, daß die gesamte am Fenster anliegende Fläche der Metallstützen im wesentlichen gleich der gesamten von ihr abgewandten, dem Elektronenstrahl ausgesetzten Fläche ist, wobei diese Fläche kleiner al? ein Sechstel der gesamten Oberfläche aller Metallstützen ist, und daß das Gitter mit einer ein flüssiges Kühlmittel führenden Leitung im Wärmeaustausch steht. Es wird damit eine Kathodenstrahlröhre erhalten, bei welcher für das Fenster eine den Elektronenaustritt nur wenig beeinträchtigende Abstützung getroffen ist, welche auf Grund der geometrischer Gegebenheiten dem Fenster eine überragende Festigkeit aufgibt und gleichzeitig eine rasche Wärmeabfüh rung bewirkt.According to the invention, this object is achieved in that the window is essentially elongated Has a rectangular shape that transversely or parallel to the longitudinal edges of the metal supports in one mutual spacing of less than 25 mm are arranged so that the entire rests against the window The area of the metal supports is essentially the same as the total area facing away from it, the electron beam exposed area, where this area is smaller than al? one sixth of the total surface area of all metal supports is, and that the grid is in heat exchange with a conduit carrying a liquid coolant stands. A cathode ray tube is thus obtained in which one of the electrons exits for the window only slightly impairing support is taken, which due to the geometric Circumstances gives the window an outstanding strength and at the same time a quick heat dissipation tion causes.
Der für die einzelnen Metallstützen im Einzelfal zweckmäßig gewählte Abstand ist natürlich abhängig von der Strahlungsintensität und weiterhin davon, öl im Einzelfall ein. fokussierter oder ein abtastende Elektronenstrahl erzeugt wird. Dabei hat sich in prak tischen Erprobungen herausgestellt, daß in vielen Fäl len ein gegenseitiger Abstand der Metallstützen in de Größe zwischen 1,25 und 6 mm die besten Ergebniss bringt. Weiterhin hat sich erwiesen, daß die bei höhe ren Leistungsziffern verstärkt auftretende WärmebilThe distance appropriately chosen for the individual metal supports in the individual case is of course dependent on the radiation intensity and further on, oil in the individual case. focused or a scanning Electron beam is generated. It has been found in practical tests that in many cases A mutual distance between the metal supports of between 1.25 and 6 mm gives the best results brings. Furthermore, it has been shown that the increased heat bilateral occurring at higher performance figures
dung sicher beherrscht werden kann, wenn die Leitung für das Kühlmittel entlang des Gitterumfangs gelegt ist bzw. mehrere, sowohl mit den Metallstützen als auch mit dem Fenster unmittelbar in Berührung stehende Kühlmittel-Leitungen vorhanden sind.application can be safely mastered if the line for the coolant is laid along the perimeter of the grille is or several that are in direct contact with both the metal supports and the window There are coolant lines.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is described below described in more detail. It shows
Fig. 1 in perspektivischer und teilweise geschnittener Ansicht eine nur schematisch dargestellte Kathodenstrahlröhre, unterhalb deren Fenster eine zu bestrahlende Substanz vorbeibewegt wird,Fig. 1 in perspective and partially sectioned View of a cathode ray tube, shown only schematically, below its window one to be irradiated Substance is moved past,
Fig. 2 das aus einer Metallfolie gebildete Fenster der Kathodenstrahlröhre gemäß Fig. 1,2 shows the window of the cathode ray tube formed from a metal foil according to FIG. 1,
Fig. 3 eine Perspektivdarstellung des Stützgitters für das Fenster gemäß Fig. 2,Fig. 3 is a perspective view of the support grid for the window according to FIG. 2,
F i g. 4 eine Perspektivdarstellung des der Befestigung des Stützgitters gemäß F i g. 3 an dem Gehäuse der Kathodenstrahlröhre dienenden Rahmenteils undF i g. 4 is a perspective view of the fastening of the support grid according to FIG. 3 on the housing the cathode ray tube serving frame part and
Fig. 5 eine Perspektivdarstellung einer anderen Ausführungsform des Stützgitters für das Fenster gemäß Fig. 2.Fig. 5 is a perspective view of another Embodiment of the support grid for the window according to FIG. 2.
Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Kathodenstrahlröhre besitzt ein Gehäuse 1, in dessen evakuiertem Innenraum eine in ihrer Gesamtheit mit 3 bezeichnete Kathodenanordnung aus mehreren Wolframfäden 13 angeordnet ist. Die Wolframfäden 13 sind innerhalb eines mit einer Öffnung 7 versehenen Gehäuses 5 an zwei Sammelschienen 9 und 11 angeschlossen, zwischen deren Anschlußklemmen 15 und 17 eine geringe Potentialdifferenz von beispielsweise 5 Volt aufrechterhalten wird. Die Öffnung 7 des Innengehäuses 5 ist so bemessen und ausgebildet, daß die von den Wolframfäden 13 erzeugten Elektronenstrahlen das am unteren Ende der Kathodenstrahlröhre angeordnete und als Anode dienende Fenster geschichtet erreichen. Die Kathodenstrahlröhre kann alternativ auch mit einer Einrichtung zum Ablenken der Elektronenstrahlen ausgerüstet sein, um darüber eine gewünschte Flächenverteilung der Elektronenstrahlen zu erhalten.The cathode ray tube shown schematically in FIG has a housing 1, in the evacuated interior of which is designated in its entirety by 3 Cathode assembly of several tungsten filaments 13 is arranged. The tungsten filaments 13 are connected to two busbars 9 and 11 within a housing 5 provided with an opening 7, between their terminals 15 and 17 a small potential difference of, for example 5 volts is maintained. The opening 7 of the inner housing 5 is dimensioned and designed so that the electron beams generated by the tungsten filaments 13 that at the lower end of the cathode ray tube Arranged and serving as anode windows achieve layered. The cathode ray tube can alternatively also be equipped with a device for deflecting the electron beams in order to use it to obtain a desired area distribution of the electron beams.
Das in F i g. 2 gezeigte, aus einer Metallfolie gebildete Elektronenfenster 41 weist eine langgestreckte Rechteckform auf und dient, wie vorerwähnt, als Anode. Es besitzt zu diesem Zweck über sein nachfolgend näher beschriebenes Stützgitter eine elektrische Verbindung mit dem Gehäuse 1, welches über eine Anschlußklemme 19 mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle verbunden ist, deren negativer Pol an die beiden Anschlußklemmen 15, 17 der beiden Sammelschienen 9, 11 angeschlossen ist.The in Fig. The electron window 41 shown in FIG. 2 and formed from a metal foil has an elongated one Rectangular shape and serves, as mentioned above, as an anode. It has to be below for this purpose support grid described in more detail an electrical connection with the housing 1, which via a Terminal 19 is connected to the positive pole of a direct current source, the negative pole of which is connected to the two terminals 15, 17 of the two busbars 9, 11.
Das Stützgitter für das Elektronenfenster 41 wird gebildet aus zwei rechteckigen Rahmenteilen 21 und 51, die je eine zentrale Durchgangsöffnung 23 bzw. 53 gleicher Größe aufweisen. Das zwischen diesen beiden Rahmenteilen 21, 51 gehaltene Fenster 41 ist etwas größer als die Öffnungen 23,53, so daß es durch die Rahmenteile eine randseitige Abstützung erhält. Die Rahmenteile besitzen einen umfangseitigen Kranz miteinander fluchtender Bohrungen 29 bzw. 55 zur Hindurchsteckbarkeit einer Anzahl von Befestigungsschrauben. Durch diese Schrauben werden die Rahmenteile zusammengehalten. Die Öffnung 23 des einen Rahmenteils 21 wird überspannt von mehreren Metallstützen 25, die quer zu den Längskanten des Fensters 41 angeordnet und in Aufnahmeschlitze 27The support grid for the electron window 41 is formed from two rectangular frame parts 21 and 51, each with a central through opening 23 or 53 have the same size. The window 41 held between these two frame parts 21, 51 is somewhat larger than the openings 23, 53, so that it receives edge-side support through the frame parts. The frame parts have a peripheral ring of holes 29 and 55 that are aligned with one another for a number of fastening screws to be pushed through. With these screws the Frame parts held together. The opening 23 of one frame part 21 is spanned by several Metal supports 25, which are arranged transversely to the longitudinal edges of the window 41 and in receiving slots 27
ίο eingefügt sind. Diese Metallstützen 25 bestehen wie die beiden Rahmenteile 21, 51 aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit und liegen an der Innenseite des Fensters 41 an. Der Rahmenteil 21 besitzt außerdem noch eine umfangseitige Aufnahmerille 31 für eine ein flüssiges Kühlmittel führende Leitung 33. In Fig. 5 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform eines derartigen Stützgitters gezeigt. Die zentrale öffnung des dem Rahmenteil 21 entsprechenden Rahmenteils 71 ist hier mit mehreren Metallstützen 77 überspannt, die parallel zu den Längskanten des rechteckigen Fensters angeordnet sind, mit dessen Innenseite sie in Berührung stehen. Auch der Rahmenteil 71 besitzt einen umfangseitigen Kranz von Bohrungen 73 zur Befestigung des Gitters an einem Fensterträger und/oder einer Beschleunigungsröhre. Außerdem sind quer zu den Metallstützen 77 mehrere Leitungen 75 für ein flüssiges Kühlmittel angeordnet, die sowohl mit den Metallstützen als auch mit dem Fenster unmittelbar in Berührung stehen.ίο are inserted. These metal supports 25 exist as the two frame parts 21, 51 made of a material of high thermal conductivity and lie on the inside of the window 41. The frame part 21 also has a peripheral receiving groove 31 for a line 33 carrying a liquid coolant. In Fig. 5 is a somewhat modified embodiment such a support grid shown. The central opening of the frame part 21 corresponding Frame part 71 is spanned here with several metal supports 77 which are parallel to the longitudinal edges of the rectangular window with the inside of which they are in contact. Also the Frame part 71 has a peripheral ring of bores 73 for attaching the grid to a Window support and / or an accelerator tube. In addition, transverse to the metal supports 77 several lines 75 arranged for a liquid coolant, which both with the metal supports as well are in direct contact with the window.
In F i g. 1 ist noch gezeigt, daß die vorbeschriebene Kathodenstrahlröhre mit ihrem Fenster beispielsweise oberhalb eines Fließbandes 61 angeordnet sein kann, welches eine mit einer zu bestrahlenden Substanz beschichtete Platte 63 an der Kathodenstrahlröhre vorbeibewegt. In Fig. 1 is still shown that the above Cathode ray tube can be arranged with its window, for example above a conveyor belt 61, which moves a plate 63 coated with a substance to be irradiated past the cathode ray tube.
Als geeigneter Werkstoff für die Rahmenteile und für die Metallstützen kommen insbesondere Kupfer und Aluminium in Betracht. Für das Fenster werden zweckmäßig Aluminium, Lithium, Titan oder Beryl-Hum oder Legierungen, wie Aluminium und Kupfer, Aluminium und Beryllium oder Magnesium und Thorium verwendet. Die Metallstützen besitzen eine rechteckige Querschnittsform, wobei ihre Höhe wenigstens zweimal so groß sein sollte wie ihre mitCopper in particular is a suitable material for the frame parts and for the metal supports and aluminum into consideration. Aluminum, lithium, titanium or beryl-hum are suitable for the window or alloys such as aluminum and copper, aluminum and beryllium, or magnesium and thorium used. The metal supports have a rectangular cross-sectional shape, with their height at least should be twice as big as yours with
der Innenseite des Fensters in Berührung stehende Breite.the width in contact with the inside of the window.
Bei einer praktischen Erprobung der vorbeschriebenen Kathodenstrahlröhre, die auf Werte zwischen 2,5 X 10~3 mm Hg evakuiert war und für deren Fensterabstützung ein Stützgitter in der Ausführungsform gemäß F i g. 3 verwendet wurde, ergab sich eine bis zu zehnfache Steigerung des Leistungsfaktors der Röhre im Vergleich mit einer Röhre, deren Fenster nur randseitig abgestützt war. Für diese Kathodenstrahlröhre ergaben sich außerdem mehrere hundert Betriebsstunden, ohne daß es dabei zu einem Brechen des Fensters gekommen wäre.In a practical test of the cathode ray tube described above, which was evacuated to values between 2.5 × 10 -3 mm Hg and for its window support a support grid in the embodiment according to FIG. 3 was used, there was an up to tenfold increase in the power factor of the tube compared to a tube whose window was only supported on the edge. This cathode ray tube also resulted in several hundred hours of operation without breaking the window.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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| BHV | Refusal |