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Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine Kathodenstrahl-
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röhre.
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Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine
Kathodenstrahlröhre.
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In der DE-OS 1 564 462 ist ein Kathodenaufbau beschrefben, bei dem
Stützstäbe, die in die die KathodeAragende Isolierscheibe eingeschmolzen oder eingelötet
sind, den Heizer tragen.
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Ein Aufbau mit eingeschmolzenen Stäben ist von vornherein nur möglich,
wenn für die Isolierscheibe ein hochschmelzendes Material, z.B. Spezialgias verwendet
wird. Die Verwendung zahlreicher Keramikmaterialien ist ausgeschlossen.
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Wenn die Stützstäbe in die Isolierscheibe eingeschmolzen sind, so
wird ein großer Teil der Stäbe auf dem Transport vom Einschmelzofen zur Zusammenbauvorrichtung
für die Kathode verbogen, wenn nicht aufwendige Vorkehrungen für sortierte Anlieferung
getroffen werden.
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Eingelötete oder eingefrittete Stützstäbe sind fertigungstechnisch
impraktikabel, da es mit sehr großem Aufwand verbunden ist, das Lot bzw. die Pritte
in die nur ca. 0,6 mm dicken Löcher für die Stützstäbe in der Isolierscheibe einzubringen.
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Allen eingeschmolzenen, -gelöteten, -gefritteten Stützstäben ist das
Problem gemeinsam, daß die Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Isolierscheibenwerkstoff
sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen, um Risse und Brüche bei den im Betrieb
auftretenden Temperaturwechseln zu vermeiden.
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Bei Nietverfahren ist zuverlässig fester Sitz der Stützstäbe kaum
zu erreichen, da sich bereits nach Aufheben des beim Nieten aufgewendeten Druckes
der Niet etwas lockert. Eine weitere Lockerung ergibt sich im Betrieb, da sich der
Niet bei den hohen Betriebstemperaturen stärker streckt als die Isolierscheibe.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung
eines gattungsgemäßen Kathodenaufbaus mit spielfrei in der Isolierscheibe befestigten
Stützstäben, die sich trotz der im Betrieb auftretenden Temperaturwechsel nicht
lockern.
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Die Lösung der Aufgabe ist durch das Kennzeichen des Hauptanspruchs
gegeben. Die nachgeordneten Ansprüche beeinhalten vorteilhafte Weiterbildungen.
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Der beanspruchte Aufbau mit stumpfgeschweißten Stützen hat neben der
Vermeidung der in den Aufgaben genannten Nachteile den weiteren Vorteil, daß er
im Arbeitsfluß der Kathoden-Fertigung herstellbar ist. Der Transport von Isolierteilen
mit eingeschmolzenen, -gefritteten, -gelöteten Stützen entfällt, wodurch auch der
hier notwendige Sondertransport, bzw. ein Nachrichten verbogener Stützen entfällt.
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Durch die in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegebenen Merkmale kann
ein etwaiges, zur Kurzschlüssen führendes Bedampfen der Stützen mit leitendem Material
verhindert werden.
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Bei Aufbauten mit mehreren Kathoden und Heizern auf einer gemeinsamen
Isolierscheibe sind Ausführungen nach Anspruch 7 vorteilhaft.
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Die Erfindung wird zum besseren Verständnis anhand der Figuren 1
bis 6 näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : üblicher Kathoden-Aufbau,
schematisch Fig. 2a,b : Erfindungsgemäße Aufbauten mit Maßnahmen zur Vermeidung
von Schlüssen Fig. 3 : Vorrichtung zum Herstellen des erfindungsgemäßen Kathodenaufbaues
Fig. ha,b : Isolierscheibe bzw. Stützteil mit Aussparung Fig. 5 : Seitenansicht
eines Elektronenstrahlerzeugungssystems, bei dem das zweite Stützteil als ein drei
Heizern gemeinsamer Bügel ausgeführt ist Fig. 6 : Unteransicht eines Elektronenstrahlerzeugungssystem
nach Fig. 5 In Figur 1 ist ein üblicher Kathoden-Aufbau schematisch dargestellt.
Dabei sind mit 1 das Kathodenrohr, mit 2 die Kathodenkappe und mit 3 der Heizer
bezeichnet. Der Heizer ist über die Stützen 4 an der Isolierscheibe 5 befestigt.
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Die Figuren 2a und 2b zeigen erfindungsgemäße Aufbauten.
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Eine Stütze 4 ist in zwei Teile 6 und 7 unterteilt, welche an einer
Fläche 8 miteinander verschweißt sind. In Figur 2a ist der Kopf 9 des Teils 6 so
ausgebildet, daß ein innerer Absatz 10, mit dem der Kopf auf der Isolierscheibe
5 aufliegt von einem äußeren, größeren Absatz 11 überdeckt ist, der die Auflagefläche
des inneren Absatzes 10 auf der Isolierscheibe 5 gegen Bedampfen schützt.
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Der Kopf 9 befindet sich dabei auf der Seite der emittierenden Kathodenkappe
2, von der leitendes Material auf die Isolierscheibe dampft. Bei der gezeigten Ausführungsform
dampft das Material auf die große, äußere Stufe 11 des Kopfes, während die innere,
kleinere 10 vor der weitgehend gerichteten Bedampfung abgeschattet ist und daher
die Stütze
von der Isolierscheibe isoliert bleibt. In Figur 2b ist
unter den Kopf eine am Rand hochstehende Unterlagsscheibe 12 gelegt, die wie oben
beschrieben ebenfalls als Bedampfungsschutz dient. Die Unterlagsscheibe oder aber
die Anlage eines Stützenteiles an die Isolierscheibe, z.. der Kopf 9, werden vorteilhafterweise
federnd ausgebildet, um Auflagespannungen an der Isolierscheibe zu vermindern.
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Figur 3 zeigt eine Vorrichtung, mit der ein erfindungsgemäßer Aufbau
hergestellt werden kann. Das obere Teil 6 der Stütze ist angespitzt. Das untere
Teil 7 liegt mit einem Wulst 13 an dieser Spitze an. Beide Teile werden durch Schweißelektroden
111 bzw. 15 gehalten und zusammengedrückt.
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Beim fertigen Aufbau muß die Schweißung nicht über die ganze Fläche
des oberen Teils durchgeführt sein. Man schweißt vorzugsweise nur über eine kleinere
Fläche, um den Strom beim Schweißen klein halten zu können.
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Beim Schweißen dehnen sich die Stützen etwas aus und werden im gedehnten
Zustand miteinander verbunden. Da die während des Betriebes der Elektronenkanone
auftretenden Temperaturen niedriger als die Schweißtemperatur sind, sitzt die Stütze
wegen ihrer größeren Wärmeausdehnung gegenüber der des Isolierscheibenwerkstoffs
nach dem Schweißen immer fest in der Isolierscheibe.
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Die beiden Teile sind vorzugsweise so ausgebildet, daß das erste,
durchgesteckte Teil 6 nur mit einer Schweißspitze über die Isolierscheibe hinausragt,
und daß das zweite Teil 7 an dem Ende, an dem es mit dem ersten Teil verschweißt
wird, dicker ist als der Lochdurchmesser, Es ist aber auch
möglich,
daß beide Stützenteile 6 und 7 in das Loch eingeführt werden und die Abmessungen
dabei so gewählt sind, daß nach dem Schweißen an der Oberseite der Isolierscheibe
5 der Kopf 9 des Teiles 6 und an der Unterseite ein als Anschlag dienender Wulst
des zweiten Teiles 7 anliegen.
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Figur 4 zeigt zwei Beispiele für Maßnahmen, die zweckmäßig sind, wenn
die Schweißstelle im Durchmesser größer wird als der ursprüngliche Stützteildurchmesser
ist. Es wird entweder eine Aussparung 16 in der Isolierscheibe 5 vorgesehen, oder
es ist eine Aussparung 17 in einem der zu verschweißenden Teile, im Beispiel nach
Figur 4b im Kopf 13 des Stützen teils 7 angebracht. Die Aussparung ist jeweils so
groß gewählt, daß die Schweißstellenverdickung 18 sich unbehindert darin ausbilden
kann.
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Die Figuren 5 und 6 sind Ansichten eines Aufbaus mit drei Kathoden
1 und drei Heizern 3, die auf einer gemeinsamen Isolierscheibe 5 befestigt sind.
Das Teil der Heizerstütze, das von der Heizeranschlusseite an der Isolierscheibe
anliegt ist als Bügel 19 ausgebildet, welcher durch die durch die Isolierscheibe
gesteckten Teile 6 gehalten wird, mit denen er verschweißt ist. Dies ist in der
Seitenansicht der Figur 5 besonders deutlich zu erkennen. In der Unteransicht der
Figur 6 wird die Art der HeizeranschlUsse veranschaulicht. Von den beiden Schenkeln
20,21 jedes Heizers, ist jeweils einer mit einem von zwei Bügeln 19 verbunden.
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Über die Bügel erfolgt die Spannungszuführung. Statt der dargestellten
Bügel können natürlich auch andere Formen der Stützen, z.B. Bleche verwendet werden.