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Elektronenkanonen- bzw. Strahlerzeugeranordnung Die Erfindung betrifft
eine Elektronenkanonen- bzw. Strahlerzeugeranordnung, insbesondere eine schnell
emittierende Anordnung0 Bei einem Fernsehempfänger ist es wünschenswert, daß nach
dem Einschalten das Bild möglichst schnell erscheint und schnell ein stabiles Bild
erhalten wird. Bisher wurde für diesen Zweck ein Bereitschaftssystem verwendet,
bei dem ein Heizelement der Kathodenstrahlröhre vorgeheizt wird. Bei diesem Bereitschaftssystem
wird jedoch auch dann, wenn der Fernsehempfänger nicht benutzt wird, Strom für das
Vorheizen verbraucht, was vom Standpunkt der Energieeinsparung ungünstig ist0 Hierbei
ermöglicht eine Elektronenkanonenanordnung nach dem Einschalten des Geräts ein schnelles
Aufheizen der Kathode ohne längere Vorheizung0 Eine derartige, schnell heizbare
oder schnell emittierende Kathode kann beispielsweise unter Verwendung einer Chromlegierung
als Kathodenmantel aufgebaut werden, wobei die Manteloberfläche
während
des Herstellungsvorgangs der Kathode in einem Naßwasserstoffofen (wet hydrogen furnace)
oxidiert und geschwärzt wird. Der Wärmeabstrahlungswert beträgt dabei z0B. bis zu
0,8 gegenüber einem Wert von 0,2 im Fall eines Nickelmantels, so daß die Wärmeabstrahlung
im Hochtemperaturbetrieb bzw. bei Dauerbetriebstemperatur erhöht wird. Dabei wird
an die Kathode pro Kathodenleistungseinheit ein diesen erhöhten Wärmeverlust kompensierender
Heizelementstrom, z.B, ein Heizstrom, der etwa um das Vierfache größer ist als der
üblicherweise zugeführte Strom, angelegt, so daß die Temperatur der Kathode schnell
erhöht wird.
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Hierbei ist jedoch folgendes zu berücksichtigen: 1) Der Kathodenkörper
muß mit einer Metallbasis hergestellt werden, die mit einem Elektronen emittierenden
Material beschichtet ist und einen Kathodenmantel aufweist, so daß sie ein niedriges
Wärmeaufnahmevermögen besitzt. 2) Die Wärmeverluste aufgrund der Wärmeübertragung
bzw0 des Wärmeübergangs beim Aufheizen müssen herabgesetzt werden0 Die beiden vorgenannten
Erfordernisse gelten im Hinblick auf die möglichst weitgehende Einsparung von Heizstrom
für das Heizelement. Schließlich müssen 3) die Schwierigkeiten bezüglich der Halterung
und Montage des als Ergebnis der Lösung der beiden erstgenannten Erfordernisse notwendigerweise
miniaturisierten Kathodenkörpers gelöst werden. Das gleiche gilt beispielsweise
auch für eine andere Aufnahmeröhre als eine Kathodenstrahlröhre zur Verwendung in
einem Fernseh-FernsprechgerätO Neben den vorgenannten Erfordernissen oder Schwierigkeiten
besteht außerdem ein großes Problem in der Steuerung der Änderung des Kathoden-Gitterelektroden-Abstands
infolge der Temperaturschwankungen. Insbesondere im Fall eines Farbfernsehgeräts
muß zur Gewährleistung eines Weißbilds die Anordnung so getroffen sein, daß drei
von der Elektronenkanonen-oder -rohranordnung emittierte Elektronenstrahlen die
gleiche
Stromdichte besitzen. Zu diesem Zweck müssen die drei Elektronenrohreinheiten,
welche die Dreifachelektronenkanonenanordnung bilden, so konstruiert sein, daß im
fertig montierten Zustand der Anordnung die einzelnen Kathoden-Gitter-Abstände der
Einheiten jeweils einander gleich sind.
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Üblicherweise variieren jedoch die Abmessungen der Kathode, der Gitterelektroden
und der diese halternden Tragglieder aufgrund der Temperaturschwankungen, die zwischen
Betriebsbeginn und dem Erreichen des endgültigen Betriebszustands auftreten, Aus
diesem Grund ändert sich auch der Kathoden-Gitter-Abstand, so daß die betreffenden
Abstände der drei Elektronenrohre inhe iten voneinander abweichen und mithin innerhalb
einer vorgeschriebenen Zeitspanne nach dem Einschalten des Geräts kein rein weißes
Bild erzielt werden kann.
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Zur Lösung der genannten Schwierigkeiten sind bereits verschiedene
Verbesserungen vorgeschlagen worden, Bei der US-PS 3 354 340 ist beispielsweise
eine Kathode mit einem in sie eingebauten Heizelement mit Hilfe von Haltestreifen
oder -bändern durch einen Tragzylinder koaxial gehaltert, wobei der Tragzylinder
seinerseits durch einen isolierenden Ring gehaltert ist und wobei die auf diese
Weise gebildete Kathodenanordnung unter Bildung einer einheitlichen bzw0 einstückigen
Konstruktion an einer kappenförmigen Gitterelektrode befestigt ist. Da bei dieser
Elektronenkanonenanordnung die Kathodenanordnung und die Gitteranordnung zu einer
einheitlichen Konstruktion zusammengefaßt sind, wird die Wärme der Kathode auf die
Gitterelektrode übertragen, so daß eine sog.
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Gitteremission auftritt, d.h. eine thermionische Emission von der
Gitterelektrode hervorgerufen wird. Außerdem ist bei dieser Elektronenkanonenanordnung
die Kathodenanordnung mit dem zwischengefügten Isolierring an der Gitterelektrode
angebracht. Infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Isolierrings,
der Kathodenanordnung und der Gitterelektrode erfahren diese Teile im Betrieb Maßänderungen,
so
daß die Kathoden-Gitter-Abstände voneinander abweichen. Andererseits offenbart die
US-PS 3 265 920 eine Elektronenkanonenanordnung, bei welcher die Kathode und die
Gitterelektrode einzeln und getrennt an isolierenden Tragpfosten oder -leisten angebracht
sind. Bei dieser Anordnung erfolgt jedoch die Elektronenemission langsam, d.ho die
Anordnung ist nicht vom schnell emittierenden Typ. Bei dieser bereits vorgeschlagenen
Elektronenkanonenanordnung ist nämlich die Kathodenanordnung nicht so ausgelegt,
daß dadurch Gegenmaßnahmen für die Abweichungen des Kathoden-Gitter-Abstands aufgrund
von thermischer Ausdehnung gewährleistet werden0 Aufgabe der Erfindung ist damit
die Schaffung einer schnell emittierenden Elektronenkanonenanordnung, bei welcher
sich der Kathoden-Gitter-Abstand unter dem Einfluß von Temperaturschwankungen nur
schwer ändern kann0 Bei dieser Elektronenkanonenanordnung soll die aus kleinen Teilen
aufgebaute Kathodenanordnung einfach zusammenzusetzen bzw. zu montieren sein.
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Diese Aufgabe wird bei einer Elektronenkanonenanordnung der vorstehend
umrissenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie mindestens eine Elektronenkanonen-
bzw. -rohreinheit in Form einer Kathodenanordnung mit einem in dieser vorgesehenen
Heizelement, mehrere koaxial zur Kathodenanordnung hintereinander angeordnete Gitterelektroden,
an der Kathode und an den Gitterelektroden angebrachte Elektroden-Tragstücke sowie
mindestens einen isolierenden Tragpfosten bzw. eine Tragleiste aufweist, an welcher
die Tragstücke angebracht sind, daß die Kathodenanordnung einen inneren Kathodenzylinder,
der eine mit einem Elektronen emittierenden Material beschichtete Metallbasis trägt,
einen den inneren Kathodenzylinder koaxial halternden äußeren Kathodenzylinder und
einen über letzteren aufgesetzten und diesen an einem ersten Halterungspunkt
koaxial
halternden Kathodenhalter aufweist, welcher an einem zweiten Halterungspunkt von
zugeordneten Elektroden-Tragstücken getragen wird, und daß bestimmte Abschnitte
des äußeren Kathodenzylinders und des Kathodenhalters zumindest zwischen dem ersten
und dem zweiten Halterungspunkt jeweils aus Werkstoffen mit praktisch dem gleichen
(thermischen) Ausdehnungskoeffizienten hergestellt sind.
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Erfindungsgemäß weist also die Kathodenanordnung einen inneren Kathodenzylinder
mit einem Metallsockei, der mit einem Elektronen emittierenden Werkstoff beschichtet
ist, einen den inneren Kathodenzylinder koaxial halternden äußeren Kathodenzylinder
und einen Kathodenhalter auf, welcher den äußeren Kathodenzylinder an einem ersten
Halterungspunkt haltert und welcher seinerseits durch ein Elektrodentragstück an
einem zweiten Halterungspunkt getragen wird0 Die betreffenden Abschnitte des äußeren
Kathodenzylinders und des Kathodenhalters zwischen erstem und zweitem Halterungspunkt
sind aus Werkstoffen mit praktisch demselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten
hergestellt, so daß sich die durch Ausdehnung hervorgerufenen jeweiligen Manabweichungen
des äußeren Kathodenzylinders und des Kathodenhalters vor und nach der Erhitzung
des Heizfadens gegenseitig aufheben und mithin der Kathoden-Gitter-Abstand stets
praktisch konstant bleibt.
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Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig, 1 eine perspektivische
Darstellung einer Elektronenkanonenanordnung mit Merkmalen nach der Erfindung, Fig0
2 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht der Kathodenanordnung,
Fig.
3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1; Fig0 4 eine perspektivische Darstellung
einer Kathodenanordnung der seitlichen Elektronenrohreinheit, Fig. 5 eine Fig0 4
ähnelnde Darstellung einer Kathodenanordnung der mittleren Elektronenrohreinheit,
Fig0 6 eine graphische Darstellung des zunehmenden Prozentsatzes des Anodenstroms
in Abhängigkeit von der Zeit nach Aktivierung des Heizelements9 Fig. 7 eine graphische
Darstellung ir Änderung des Abschaltpotentials COEc2 gegenüber der Änderung des
Heizelementpotentials Ef, Fig. 8 einen Schnitt durch die Halterungskonstruktion
einer Kathodenanordnung gemäß einer abgewandelten Aus führungs form der Erfindung,
Fig0 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 8, Fig. 10 eine perspektivische
Darstellung eines Bügels für die Kathodenanordnung der seitlichen Elektronenkanonen-
oder -rohreinheit und Fig0 11 eine perspektivische Darstellung eines Bügels für
die Kathodenanordnung der mittleren Elektronenrohreinheit.
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Die in Fig. 1 dargestellte Dreifach-Elektronenkanonenanordnung weist
drei Elektronenrohreinheiten 11a, b und 1 11c, die mit vorbestimmtem Kovergenzverhältnis
in der gleichen Ebene angeordnet sind, und einen kÖergierenden bzw0 Konvergenzzylinder
12 auf, welcher den Vorderenden der drei Einheiten gemeinsam zugeordnet ist4 Jede
Elektronenrohreinheit weist
eine Kathodenanordnung 13 und vier Gitterelektroden
14, 15, 16 und 17, die nacheinander koaxial zueinander angeordnet sind, sowie ein
in der Kathodenanordnung vorgesehenes Heizelement 18 auf, An den Gitterelektroden
14 - 17 sind jeweils Tragstücke bzw0 Bügel 19, 20, 21, 22 und 23 befestigt. An diesen
Bügeln sind wiederum drei isolierende Tragpfosten bzw.
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-leisten, beispielsweise drei Glasleisten 24 befestigt, die axial
zur Dreifach-Elektronenkanonenanordnung verlaufen und mit deren Hilfe die drei Elektronenrohreinheiten
11a, ? 11b und 11c zu einer einheitlichen Anordnung verbindbar sind. Die so gebildete
Dreifach-Elektronenkanonenanordnung ist an einen Schaft 26 mit Hilfe von Halterungen
25 befestigt, die an den Enden der isolierenden Tragleisten 24 an der Kathodenseite
angebracht sind (vgl. Fig. 2) Gemäß Fig. 2, welche den Umfangsteil einer Kathodenanordnung
13 veranschaulicht, ist der Schaft oder die Leiste 26 unter Abdichtung mit dem Halsteil
eines nicht dargestellten, trichterförmigen Kolbens einer Kathodenstrahlröhre verschmolzen,
so daß er dazu dient, die Elektroden der Dreifach-Elektronenkanonenanordnung nach
außen zu führen.
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Die Kathodenanordnung 13 weist einen Kathodenkörper 13e mit einem
inneren Kathodenzylinder bzw. Innenzylinder 13b, der einen Durchmesser von 1,9 mm
und eine Länge von 2,3 mm besitzt und der eine Metallbasis 13a enthält, die mit
einem Elektronen emittierenden Metall beschichtet ist, sowie einen äußeren Kathodenzylinder
bzw. Außenzylinder 13d auf, welcher den Innenzylinder 13b über drei Tragbänder 13c
(von denen nur eines dargestellt ist) koaxial haltert. Da der Innenzylinder 13b
durch den Außenzylinder 13d über die drei zwischen dem hinteren Ende des Innenzylinders
und dem Vorderende des Außenzylinders schräg oder konisch verlaufenden Tragbänder
13c gehaltert ist, wird die Wärmeübertragung vom Innenzylinder 13b auf den Außenzylinder
verringert. Da außerdem die
Ausdehnung dieser schräg oder konisch
ausgebildeten Tragbänder 13c die Ausdehnung des Innenzylinders aufhebt, tritt keine
Änderung des Abstands Gg1-k aufgrund einer (thermischen) Ausdehnung des Innenzylinders
auf 0 Der Kathodenkörper 13e ist an einem Kathodenhalter 13f in der Weise befestigt,
daß der Außenzylinder 13d koaxial in den am Bügel 19 befestigten Kathodenhalter
13f eingesetzt ist. Diese Kathodenanordnung ist in den Fig, 3, 4 und.5 im einzelnen
veranschaulicht. In den Fig0 4 und 5 sind die einzelnen Kathodenanordnungen der
seitlichen und mittleren Elektronenrohreinheiten in auseinandergezogener Darstellung
veranschaulicht0 Bei der Herstellung der vorstehend beschriebenen Kathodenanordnung
wird der Kathodenhalter 13f so ausgebildet, daß der Außenzylinder 13d axial im Kathodenhalter
13f verschoben werden kann0 Wenn der Außenzylinder 13d zoBo einen Außendurchmesser
von 5 mm besitzt, besitzt der Kathodenhalter 13f vorzugsweise einen diesen Außenzylinder-Außendurchmesser
um 0,02 - 0,08 mm übersteigenden InnendurchmesserO Außenzylinder 13d und Kathodenhalter
13f werden getrennt unter Einhaltung dieses Abmessungsverhältnisses hergestellt,
und der Außenzylinder 13d wird dann zur Bildung des Kathodenkörpers 13e in den Innenzylinder
13b eingesetzte Wenn der Kathodenkörper 13e in den Kathodenhalter 13f eingesetzt
wird, wird er derart in den Kathodenhalter 13f eingeschoben, daß die Elektronen
emittierende Materialschicht der Metallbasis 13a der ersten Gitterelektrode 14 zugewandt
ist. Dieses Einsetzen erfolgt dabei unter Messung des Spalts oder Abstands Gg1-k
zwischen der ersten Gitterelektrode 14 und der Kathode 13 mittels eines Innenmikrometers
(air micrometer), und wenn dieser Abstand den vorgeschriebenen Wert besitzt, wird
der Außenzylinder 13d durch Schweißen am Kathodenhalter 13f befestigt.
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Beim Einsetzen des Heizelements 18 werden ein Heizfaden 18a
und
ein letzteren halternder und gleichzeitig als Zuleitung dienender, leitfähiger Rahmen
18b in einem weiteren Montageschritt zusammengesetzt; Diese Heizfadenanordnung wird
dann in der Weise in die Kathodenanordnung 13 eingesetzt, daß der Heizfaden 18a
in den Innenzylinder 13b zu liegen kommt, Nachdem der leitfähige Rahmen 18b der
Heizfadenanordnung an Bügeln 27 angeschweißt worden ist, die ihrerseits mit den
Tragleisten 24 verschmolzen sind, wird ein Abschnitt 18c des Rahmens 18c ausgespart0
Bei der Elektronenkanonenanordnung mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion
sollte der Spalt Gg1-k zwischen der ersten Gitterelektrode 14 und der Kathode 13
der folgenden Beziehung
genügen, worin Gg1-g2 den Abstand oder Spalt zwischen der ersten und der zweiten
Gitterelektrode 14 bzw0 15, Tg1 die Wanddicke der ersten Gitterelektrode 14, Dgl
den Bohrungsdurchmesser der ersten Gitterelektrode, k einen Korrekturkoeffizienten,
Ec1 das Potential der ersten Gitterelektrode und Ec2 das Potential der zweiten Gitterelektrode
bedeuten.
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Der Anodenstrom wird auf max0.Ik entsprechend der Gleichung: max.
Ik-k' x coEc1312 eingestellt, die dann gilt, wenn die Kathode in einem Raumladungsbereich
arbeitet, Dieser Wert max. Ik ist gleich der Größe des Anodenstroms, wenn Ec1 auf
einem Nennspannungswert gehalten wird, und durch Änderung des Werts Ec2 bei als
Anode dienendem zweiten Gitter wird Ec2 auf eine Strahlendspannung eingestellt,
worauf Ec1 auf eine Vorspannung gleich Null eingestellt wird0 Wie aus Gleichung
(1) hervorgeht, ändert sich bei Änderung des Spalts Gg1-k aufgrund thermischer Ausdehnung
usw. nach dem Zünden des Heizelements der Anodenstrom proportional zur
3/2-ten
Potenz der End- oder Gittereinsatzspannung (cut-off voltage) (coEcl)0 In einem stabilen
Zustand nach-dem Zünden des Heizelements kann der Abstand oder Spalt Gg1-k (der
elektrisch als ein Endpotential ausgedrückt wird) auf einen vorgegebenen Wert eingestellt
werden; während einer bestimmten Zeitspanne nach dem Zünden des Heizelements verringert
sich Gg1-k dagegen allmählich von einem Wert vor der Heizelementzündung, wenn die
Temperatur dæ zugeordneten Teile zunimmt, so daß sich der Anodenstrom (im Fall einer
Braunschen Röhre der im Leucht- oder Bildschirm fließende Strom) allmählich erhöht0
Diese zunehmende Größe des Anodenstroms variiert nicht nur in Abhängigkeit von der
Temperatur und vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Bauteile, vielmehr fließt
dieser Strom auch nicht immer in einer festen Richtung, was z03. auf die Konfiguration
der Konstruktion und speziell auf eine Bügelkonfiguration zurückzuführen ist, bei
der die befestigten Enden seitlich versetzt, schräggestellt o.dgl. sind, so daß
die Änderung der Größe des Anodenstroms nicht immer einer festen Kurve folgt, Tatsächlich
ist es, um diesen Zustand zu vermeiden, schwierig, einen Bügel einer solchen Form
zu fertigen, bei welcher die beiden Bügelenden nicht festgelegt sind; eine solche
Bügelform ist daher in der Praxis noch nicht verwendet wordeno Insbesondere im Fall
einer Braunschen Farbbildröhre mit drei Elektronenrohreinheiten besteht nur eine
äußerst geringe Wahrscheinlichkeit dafür, daß die einzelnen kaleidoskopischen Dimensionsabweichungen
oder -variationen der drei Ele ktronenrohre inheiten in Übereinstimmung miteinander
auftreten, weshalb vorausgesetzt werden sollte, daß diese Die mensionsabweichungen
unregelmäßig auftreten, Diese Dimensionsabweichungen treten als Anodenstromänderung
und mithin als Unausgleich zwischen den Stromgrößen der drei Elektronenrohreinheiten
auf. Obgleich eine Farbjustierung durch eine solche Einstellung des Stroms der drei
Elektronenrohreinheiten vorgenommen wird, bei welcher ein Weißbild auf dem
Bildschirm
erzielt wird, wenn dieser Strom seinen größten Wert besitzt (was nachfolgend als
'zWeißabgleich" bezeichnet wird), hat das Auftreten der Dimensionsabweichungen oder
-änderungen infolge eines Wiederzündens nach dem Abschalten der Röhre eine Farbverschiebung
zur Folge, so daß das Bild erst dann sein normales Aussehen erhält, wenn sich die
Abmessungen der drei Elektronenrohreinheiten stabilisiert haben, Als Möglichkeit
zur Ausschaltung der vorgenannten Mängel ist vorgesehen, daß der Kathodenzylinder
13d und der Kathodenhalter 13f aus Werkstoffen mit einem kleinen thermischen Aus
dehnungskoeffizienten hergestellt werden0 Hierdurch werden beispielsweise die in
Fig. 6 angegebenen Ergebnisse erzielt, Fig. 6 ist ein Kennliniendiagramm, in welchem
die Kurve I die Anodenstromcharakteristik einer Kathode darstellt, die aus einem
Werkstoff auf der Grundlage einer Fe-Ni-Co-Legierung (unter der Handelsbezeichnung
KOVAR bekannt) mit einem vergleichsweise kleinen Ausdehnungskoeffi zienten besteht,
während die Kurve II die Anodenstromcharakteristik einer Kathode aus einem Werkstoff
auf der Grundlage einer Fe-Cr-Ni-Legierung mit einem verhältnismäßig großen Ausdehnungskoeffizienten
veranschaulicht, und zwar in Abhängigkeit von der auf der Abszisse aufgetragenen
Zeitspanne nach dem Einschalten der Bildröhre Die auf der Ordinate aufgetragenen
Anodenstromwerte sind diejenigen zu den betreffenden Zeitpunkten in dem Fall, in
welchem die Zeitspanne zur Ermöglichung einer vollständigen Stabilisierung der Elektronenkanonenanordnungen
unter Verwendung der betreffenden Kathoden mit etwa 200 s vorausgesetzt und diese
Periode von 200 s als 100 angenommen wird. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, besteht zwischen
den beiden Elektronenkanonenanordnungen nur ein geringer Unterschied bezüglich der
Zeitspanne vom Einschalten der Bildröhre bis zum Einsetzen der Elektronenemission,
d.h. es besteht ein Unterschied von etwa
1 s bezüglich der Zeitspanne
vom Einschalten der Bildröhre bis zu dem Zeitpunkt, an welchem das Bild deutlich
sichtbar ist (entsprechend einem Anodenstrom von etwa so%), während ein Unterschied
von etwa 15 s bezüglich der Zeitspanne besteht, die vom Einschalten der Bildröhre
bis zu dem Zeitpunkt verstreicht, an dem ein praktisch vollkommenes Bild erzielt
wird (bei einem Anodenstrom von etwa 90%)o Diese Erscheinung ergibt sich aus einem
Vergleich zwischen den Kathoden, bei denen die Elektronenemission normal ist, alles
innerhalb eines Raumladung-Begrenzungsbereichs stattfindet und von einer gelegentlichen
strukturellen Perveanz, gemessen als Temperatur, herrührt, Infolgedessen können
die vorstehend genannten Kurvenformen nicht durch Änderung der Evakuierungs- und
Alterungsbedingungen im Verlauf der Fertigung der Elektronenkanonenanordnung geändert
werden0 Außerdem ist es auch mittels Änderung des Abstands zwischen Kathode und
erstem Gitter sowie der Größe der angelegten Spannung unmöglich, den "Weißabgleich"
zu erzielen, Fig0 7 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Änderung des Potentials
des Heizelements Ef (Abszisse) und der Änderung des Unterbrechungspotentials coEc2,
wenn der Elektronenstrahl mit auf -100 V eingestelltem Wert Ec1 und bei Variation
von Ec2 (Ordinate) in einem ausreichend thermisch stabilisierten Zustand unterbrochen
wird0 Gemäß Fig0 7 zeigt die eine Kurve I', die eine Kathode aus einem Werkstoff
mit kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten angibt, eine kleinere Änderung oder Abweichung
als die andere Kurve II'o Ersichtlicherweise beeinflußt die Änderung des Spalts
zwischen dem ersten Gitter und der Kathode aufgrund der Temperaturänderung der Bauteile
an den betreffenden Zeitpunkten nach dem Zünden des Heizelements gemäß Fig0 6 die
Größe des Anodenstroms0 Eine andere Möglichkeit zur Ausschaltung der vorgenannten
Nachteile oder Mängel besteht in einer Verringerung der Effektivlänge der sich unter
Wärmeeinfluß ausdehnenden Teile, wie des Außenzylinders 13d. Zu diesem Zweck sind
der Kathoden
-Haltebügel 19 und der Kathodenhalter 13f so ausgebildet,
daß ihre jeweiligen Längen in Richtung auf die Elektronenemissionsebene der Kathode
von einem Verschmelzungspunkt aus, an welchem der Bügel 19 mit dem Halter 13f verschmolzen
bzw0 verschweißt ist möglichst klein gehalten wird0 Außerdem sind zumindest die
betreffenden Abschnitte des Kathodenhalters 13f und des Kathodenzylinders 13d zwischen
dem Verschmelzungspunkt und einem Befestigungspunkt zwischen den Teilen 13f und
13d aus einem Werkstoff der gleichen Güte, zoB; aus KOVAR, gefertigt, wobei sie
zylindrische Form besitzen, so daß sich die Ausdehnungen dieser Abschnitte gegenseitig
aufheben und die effektive Längenänderung dieser Abschnitte auf Null gebracht wird.
Aus diesem Grund wird die Effektivlänge des Außenzylinders 13d aufgrund der Ausdehnung
nur durch den Abstand vom Verschmelzungs- oder Schweißpunkt zum Vorderende des Außenzylinders
bestimmt. Im Hinblick hierauf wird der Verschmelzungspunkt zwischen dem Kathoden-Haltebügel
19 und dem Kathodennalter 13f vorzugsweise auf eine möglichst nahe am Vorderende
des Außenzylinders gelegene Position festgelegte Manchmal ist es aus Fertigungsgründen
vorteilhaft, im Hinblick auf die Vermeidung von Bügelverformungen aufgrund der Festlegung
des Bügels 19 an seinen beiden Enden den Schweiß- oder Verschmelzungspunkt in einen
mittleren Abschnitt der Bügelbreite zu verlegen, In diesem Fall dehnen sich die
Teile 19, 13f, 13d, 13b uswç unter Wärmeeinfluß in folgenden Richtungen aus: Der
Bügel 19 erstreckt oder dehnt sich hauptsächlich in Querrichtung, jedoch auch geringfügig
in eine Richtung, in welcher eine Änderung des Spalts Gg1-k zwischen dem ersten
Gitter und der Kathode auftreten kann, Im Vergleich zum Bügel 19 erstreckt sich
zudem der Halter 13f in Richtung auf die Kathodenseite der Elektronenkanonenanordnung,
während sich der Zylinder 13d im Vergleich zum Halter 13f in Richtung auf die Anodenseite
der Elektronenkanonenanordnung erstreckt bzwç ausdehnt. Infolgedessen heben sich
die entgegengesetzten Ausdehnungen des Halters
13f und des Kathodenzylinders
13d gegenseitig auf, so daß die temperaturabhängige Änderung des Spalts oder Abstands
zwischen dem ersten Gitter und der Kathode verringert werden kann und somit ein
Verlust des "Weißabgleichs" verhindert wird. Darüber hinaus sind das erste Gitter
14, die Kathodenanordnung 13 und das Heizelement 18 jeweils unabhängig voneinander
an den isolierenden Tragsäulen bzw. -leisten 24 befestigt0 Es kann daher kaum vorkommen,
daß sich das Gitter 14, die Kathodenanordnung 13 und das Heizelement 18 unter Änderung
des Abstands zwischen erstem Gitter und Kathode gegenseitig beeinflussen. Außerdem
wird die auf die Kathode einwirkende Wärmemenge durch die Tragbänder 13c schnell
abgeführt bzw0 verringert, während das Temperaturgefälle zwischen den restlichen
Teilen 13d, 13f und 19 mäßig ist0 Wenn zudem der Außenzylinder 13d und der Kathodenhalter
13f aus einem Werkstoff derselben Güte bestehen, kann angenommen werden, daß beide
Teile auf nahezu die gleiche Temperatur (zçBç etwa 35000C) erhitzt werden0 Aus den
vorgenannten Gründen können sich bei der erfindungsgemäßen Konstruktion der Kathodenhalter
13f und der äußere Kathodenzylinder 13d axial ausdehnen, ohne daß dies einen Einfluß
auf den Abstand zwischen dem ersten Gitter und der Kathode hat, Außerdem kann erfindungsgemäß
ein Überlappungsabschnitt des Kathodenhalters 13f auf dem Kathodenzylinder 13d verlängert
werden, wodurch verschiedene Vorteile geboten werden, beispielsweise, daß eine Schrägstellung
des Kathodenzylinders 13d aufgrund des Spiels zwischen den Teilen 13d und 13f verhindert
wird, daß die parallele Lage zwischen erstem Gitter und Kathode weniger stark beeinträchtigt
wird, daß die Endspannungsänderung verringert wird usw, In den Fig. 8 bis 11 ist
eine abgewandelte Ausführungsform der Kathodenano rdnung-Trag oder Halte rungs vorrichtung
dargestellt, bei welcher ein den Kathodenkörper 13e aus dem Innenzylinder 1 3b und
dem Außenzylinder 1 3d halternder Kathode denhalter 30 einen Flanschteil 30a aufweist,
Die jeweiligen
Kathodenhalter 30 der seitlichen Elektronenrohreinheiten
11a und 11c sind in der Weise an Elektrodenträgern bzw.
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plattenartigen Bügeln 31 befestigt, daß die Flanschteile 30a der Kathodenhalter
30 an den Innenflanschen 31b der zylindrischen Teile 31a der plattenartigen Bügel
31 gemäß Fig0 10 angeschweißt sind0 Der Kathodenhalter 30 der mittleren Elektronenrohreinheit
11b ist am plattenartigen Bügel 32 gemäß Fig0 11 in der Weise angeschweißt, daß
der Flansch 30a des Kathodenhalters 30 am Innenflansch 32b eines zylindrischen Abschnitts
32a des Bügels 32 angeschweißt istç Gemäß Fig. 9 sind diese Bügel 31 und 32 über
ihre Anschlußenden 31c bzw. 32c an den isolierenden Tragleisten 24 befestigt0 Im
folgenden sei vorausgesetzt, daß der äußere Kathodenzylinder 13d und der Kathodenhalter
30 bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion jeweils aus einem Werkstoff mit
praktisch dem gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen. In diesem Fall heben
sich in den Abschnitten der Kathodenanordnung zwischen einer ersten Schweißstelle
zwischen dem Kathodenhalter 30 und dem Flansch 31bzw0 32b des Bügels 31 bzw0 32
sowie einem zweiten Schweißpunkt, z*BO in einem unteren Bereich der Anordnung zwischen
dem Außenzylinder 13d und dem Kathodenhalter 30 die jeweiligen Dimensionsvergrößerungen
aufgrund der Ausdehnung des Außenzylinders 13d und des Kathodenhalters 30 gegenseitig
auf, so daß der Abstand Ggl-k zwischen der Kathodenanordnung 13 und dem ersten Gitter
14 unverändert bleibt. Infolgedessen ist die Spalt- oder Abstandsänderung nach und
vor dem Zünden des Heizfadens nur sehr gering, so daß ein guter "Weißabgleich" erzielt
wird. Obgleich sich die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf eine Dreifach-Elektronenkanonenanordnung
in Reihenanordnung beziehen, ist die Erfindung ersichtlicherweise gleichermaßen
auch auf eine Einzel-Elektronenkanonenanordnung oder auf eine Dreifach-Elektronenkanonenanordnung
in Dreiecksanordnung anwendbar.