DE566993C

DE566993C - Glow cathode for electron tubes

Info

Publication number: DE566993C
Application number: DES80723D
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf G Berthold; Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1927-07-17
Filing date: 1927-07-17
Publication date: 1932-12-24

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AK 24. DEZEMBER 1932ISSUED AK DECEMBER 24, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21g GRUPPECLASS 21g GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Juli 1927 abPatented in the German Empire on July 17, 1927

Die Erfindung betrifft Glühkathoden für Elektronenröhren, die aus einem Blech bestehen, an dem durch Schlitzung eine Hin- und Rückführung des Heizstroms und damit die Aufhebung seiner magnetischen Wirkung in der Umgebung der Kathode erzwungen ist. Bei Glühkathodenröhren, die verhältnismäßig* starke Anodenströme führen (Senderöhren, Röhren für die Steuerung von elekirischen Maschinen, Schaltröhren u. dgl.), und die dementsprechend einen starken Heizstrom erfordern, hat es sich gezeigt, daß durch diesen Heizstrom eine Beeinflussung des Elektronenstroms erfolgt. Der Heizstrom entwickelt ein magnetisches Feld, das die von der Glühkathode abgegebenen Elektronen aus ihrer radialen Bewegungsbahn ablenkt, so daß sie unter Umständen sogar bis zur Glühkathode wieder zurückkehren. Die magnetische Beeinflussung wirkt in ähnlichem Sinne wie ein vergrößerter Raumladungseffekt, d. h. man braucht eine größere Spannung, um einen geforderten Emissionsstrom zu erreichen. Es sind nun bereits Glühkathoden bekannt, bei denen infolge besonderer Anordnung des Glühfadens erreicht wird, daß der Heizstrom an der Kathode derart geführt ist, daß seine magnetischen Wirkungen in der Umgebung der Kathode sich gegenseitig aufheben. Der Glühfaden besitzt dabei die Form einer bifilar gewickelten Spirale, oder er ist auch, ähnlich wie bei Glühlampen, im Zickzack auf der Mantelfläche eines Zylinders angeordnet.The invention relates to hot cathodes for electron tubes, which consist of a sheet metal, on which a back and forth routing of the heating current and thus through slitting the cancellation of its magnetic effect in the vicinity of the cathode is forced. With hot cathode tubes that carry relatively * strong anode currents (transmitter tubes, Tubes for the control of electrical machines, interrupters, etc.), and which accordingly require a large heating current, it has been shown that this heating current influences the electron current. The heating current Develops a magnetic field that the electrons emitted by the hot cathode from deflects its radial trajectory, so that it may even reach the hot cathode return again. The magnetic influence acts in a similar sense as an enlarged space charge effect, i.e. H. you need a bigger tension to achieve a required emission current. There are already hot cathodes known, in which it is achieved due to the special arrangement of the filament that the heating current at the cathode is guided in such a way that its magnetic effects in the vicinity of the cathode cancel each other out. The filament has the shape of a bifilar wound Spiral, or it is also, similar to incandescent lamps, in a zigzag on the lateral surface of a cylinder.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die für Hochvakuumröhren zu verwendende Glühkathode als geschlitztes Blechrohr ausgebildet, dessen Schlitze so liegen, daß die magnetischen Wirkungen des Heizstroms keinerlei schädlichen Einfluß auf den Elektronenverlauf ausüben. Die magnetische Wirkung des Heizstroms tritt namentlich bei Hochvakuumröhren außerordentlich störend in Erscheinung, indem die Nutzelektronen zwischen Anode und Kathode aus ihren Bahnen abgelenkt werden. Daß eine störende Ablenkung tatsächlich stattfindet, geht unter anderem daraus hervor, daß Elektronenröhren, bei denen mit Absicht der Elektronenstrom durch überlagerte magnetische Felder gesteuert wird, nur dann eine gute Steuerungsmöglichkeit aufweisen, wenn es sich um Hochvakuumelektronenröhren handelt. Bei gasgefüllten Röhren ist hingegen eine Steuerung des Stroms mit Hilfe überlagerter magnetischer Felder nur sehr unvollkommen möglich. Aus diesem Grunde übt bei einer Hochvakuumröhre das magnetische Feld des Heizstroms der Glühkathode auf die Nutzelektronen eine vielAccording to the present invention, that is to be used for high vacuum tubes Hot cathode designed as a slotted sheet metal tube, the slots of which are so that the magnetic effects of the heating current no harmful influence on the electron flow exercise. The magnetic effect of the heating current is extremely disturbing, especially with high vacuum tubes in appearance, in that the useful electrons are deflected from their orbits between the anode and cathode. That one disturbing distraction actually takes place, can be seen, among other things, from the fact that electron tubes, in which the electron flow is deliberately controlled by superimposed magnetic fields, only one have good control when it comes to high vacuum electron tubes acts. In the case of gas-filled tubes, on the other hand, the current can be controlled with the aid superimposed magnetic fields are very imperfectly possible. For this reason Exercises the magnetic field of the heating current of the hot cathode in a high vacuum tube on the useful electrons a lot

*) Von aem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) Aem patent seeker stated that the inventors were:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald und Dr. Rudolf G. Berthold in Berlin-Siemensstadt.Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. H. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald and Dr. Rudolf G. Berthold in Berlin-Siemensstadt.

größere Störwirkung aus als bei gasgefüllten Röhren.greater disruptive effect than with gas-filled tubes.

Zusammenfassend ist also zu bemerken Die Erfindung hat einerseits eine nicht bekannte Erkenntnis über den Einfluß der Schlitzung der Kathode auf das Störungen herbeiführende magnetische Feld des Heizstroms zur Voraussetzung, andererseits macht sich die Erfindung diese Erkenntnis zunutze ίο indem sie die Schlitzung der Kathode bei Entladungsgefäßen zur Anwendung bringt, bei denen der Einfluß dieser Schlitzung besonders wirksam und wesentlich stärker als bei den bekannten Anordnungen ist. Wie bereits angedeutet, ist schon für mit Gasfüllung arbeitende Rohre vorgeschlagen worden, flache Kathoden mit versetzten Schlitzen zu versehen, mit dem Ziele, eine Verlängerung des Stromweges und damit ein günstigeres Verhältnis zwischen Strom und Spannung in ,der Glühkathode zu erreichen. Eine Beeinflussung des Elektronenverlaufs kann hierbei jedoch nicht festgestellt werden, zumal Störungen im Elektronenverlauf bei Rohren mit Gasfüllung kaum in Erscheinung treten. Erst durch rohrförmige Gestaltung der geschlitzten Bleche gemäß der Erfindung kann ein in sich geschlossener Magnetfluß erzeugt werden, dessen Wirkungen in den einzelnen Stromteilen sich derart kompensieren, daß keinerlei schädlicher Einfluß auf den Elektronenverlauf ausgeübt wird.In summary, it should be noted that the invention has on the one hand an unknown Knowledge of the influence of the slitting of the cathode on the magnetic field of the heating current that causes disturbances a prerequisite, on the other hand, the invention makes use of this knowledge ίο by using the slitting of the cathode in discharge vessels, in which the influence of this slitting is particularly effective and much stronger than in the known arrangements. As already indicated, is already for with gas filling working tubes have been proposed, flat cathodes with staggered slots to provide, with the aim of an extension of the current path and thus a more favorable relationship between current and Voltage in to reach the hot cathode. Influencing the course of the electrons However, it cannot be determined here, especially since there are disturbances in the course of the electrons Pipes filled with gas hardly appear. Only through tubular design of the slotted sheets according to the invention can be a self-contained magnetic flux are generated whose effects in the individual parts of the current compensate each other in such a way that that no harmful influence is exerted on the electron flow.

Die neue Kathode ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Heizung der Glühkathode mit verhältnismäßig geringer Spannung und hoher Stromstärke erfolgt. Sie weist gegenüber den bekannten Einrichtungen namentlich den Vorteil leichter Herstellbarkeit und großer mechanischer Widerstandsfähigkeit auf, so daß sie für Röhren mit großer Leistung, namentlich mit großer Anodenspannung, besonders geeignet ist.The new cathode is particularly advantageous when heating the hot cathode takes place with relatively low voltage and high amperage. She points opposite the known devices namely the advantage of ease of manufacture and great mechanical resistance so that they can be used for tubes with high power, especially with high anode voltage, is particularly suitable.

Bei dem neuen Rohr wird ein Hin- und Rückfluß des Heizstroms in axialer oder in der Umfangsrichtung erzwungen. Da aber der Heizstrom somit im Rohr hin und her geführt wird, so heben sich, wie oben ausgeführt, die magnetischen Wirkungen in der rohrförmigen Glühkathode gegenseitig vollkommen auf.With the new pipe, a back and forth flow of the heating current is in axial or in the circumferential direction forced. But since the heating current is thus led back and forth in the pipe, as explained above, the magnetic effects in the tubular hot cathode are mutually perfect on.

Die Zeichnung zeigt \^rier Ausführungsbeispiele der Erfindung.The drawing shows \ ^r ier embodiments of the invention.

In Fig. ι sind 1 und 2 axiale Schlitze der rohrförmigen Glühkathode, die am oberen Ende des Rohres auf beiden Seiten eine Verbindung zwischen den beiden Rohrsegmenten übrig lassen. Die Stromzu- und -abführung erfolgt am unteren Ende des Rohres bei 3 und 4. Der Strom fließt in dem einen Rohrsegment hinauf und über die Verbindungsbrücke in dem anderen Rohrsegment her unter. Es wird daher die magnetische Wirkung des Heizstroms in der Umgebung der Kathode in genügend hohem Maße aufgehoben. In Fig. Ι 1 and 2 axial slots are the tubular hot cathode that connects to the top of the tube on both sides leave between the two pipe segments. The power supply and discharge takes place at the lower end of the pipe at 3 and 4. The current flows in one pipe segment up and down over the connecting bridge in the other pipe segment. It therefore becomes the magnetic effect of the heating current in the vicinity of the cathode is lifted to a sufficiently high degree.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt die aufgerollte Mantelfläche einer rohrförmigen Glühkathode mit mehreren axialen Schlitzen, von denen die eine Hälfte 5 von der einen Stirnseite des Rohres ausgeht, die zweite Hälfte 6 von der anderen Stirnseite, wobei die Schlitze vor Erreichung der zweiten Stirnseite enden und die von der einen Stirnseite ausgehenden Schlitze zwischen den von der anderen Seite ausgehenden Schlitzen verlaufen. Es ergibt sich so eine Mäanderfor-m des aufgeschnittenen Rohres. Die Schlitze verlaufen in axialer Richtung des Rohres, sie könnten aber auch z. B. in Schraubenlinien verlaufen.Fig. 2 of the drawing shows the rolled-up outer surface of a tubular hot cathode with several axial slots, one half of which 5 from one end face of the tube goes out, the second half 6 from the other end face, the slots end before reaching the second face and those starting from one face Slots run between the slots on the other side. It results such a meander shape of the cut pipe. The slots are axial Direction of the pipe, but they could also z. B. run in helical lines.

Fig. 3 zeigt eine rohrförmige Glühkathode, die aus zwei zwischen einander verlaufenden Schraubenbändern 7 und 8 besteht, wobei der Heizstrom in den Bändern in entgegengesetzter Richtung fließt.Fig. 3 shows a tubular hot cathode, which consists of two between each other Screw bands 7 and 8 consists, with the heating current in the bands in opposite directions Direction flows.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt eine rohrförmige Glühkathode in der Seitenansicht, die durch Schlitze in der Umfangsrichtung in ringförmige Elemente zerlegt ist, wobei die aufeinanderfolgenden Ringelemente abwechselnd an gegenüberliegenden Stellen des Rohrumfanges miteinander verbunden sind. Der Heizstrom, der am oberen Ende des Rohres bei 9 zugeführt wird und am unteren Ende bei 10 abfließt, wird also am Rohr ebenfalls in Zickzackform geführt, so daß seine magnetischen Wirkungen unterdrückt werden. Fig. 4 of the drawing shows a tubular hot cathode in side view, the is divided into annular elements by slots in the circumferential direction, the successive ring elements are alternately connected to one another at opposite points on the pipe circumference. The heating current that is fed to the top of the tube at 9 and at the bottom Flows out at the end at 10, so it is also guided in a zigzag shape on the pipe, so that its magnetic effects can be suppressed.

Bei den Anordnungen nach Fig. 1, 2 und 4 der Zeichnung wird die Verbindung der durch die Schlitzung gebildeten Rohrelemente dadurch herbeigeführt, daß diese Schlitze an geeigneter Stelle enden und eine Verbindungsbrücke übrig lassen. Selbstverständlich kann man aber die Schlitze auch durchgehend ausbilden, so daß das Rohr in voneinander unabhängige Streifen oder Ringe zerfällt, und diese Eelemente dann durch besondere Anordnung miteinander verbinden. Ebenso kann die Anordnung derart sein, daß nicht jedes einzelne Element gegenüber dem benachbarten einen Heizstrom mit umgekehrter Richtung führt, sondern daß mehrere benachbarte streifenförmige Elemente (Gruppen) des Rohres Heizstrom derselben Richtung führen, während andere Gruppen von Heizstrom ent- ;egengesetzter Richtung durchflossen werden.In the arrangements of FIGS. 1, 2 and 4 of the drawing, the connection is through the slitting formed pipe elements brought about that these slots at suitable End and leave a connecting bridge. Of course, the slots can also be made continuous, so that the tube breaks up into strips or rings that are independent of one another, and these elements then by a special arrangement connect with each other. Likewise, the arrangement can be such that not each individual element against the neighboring leads a heating current in the opposite direction, but that several adjacent strip-shaped elements (groups) of the Pipe's heating current lead in the same direction, while other groups of heating current ; flow in the opposite direction.

Claims

Patent claims:

i. Hot cathode for electron tubes, which consists of a sheet metal on which by slitting a return

tion of the heating current and thus the cancellation of its magnetic effect in the vicinity of the cathode is forced, characterized in that the hot cathode to be used for high vacuum tubes as a slotted sheet metal tube. is trained.

2. glow cathode according to claim i, characterized in that the tube in several rings are cut open individually or in groups are.

3. glow cathode according to claim 1 or 2, characterized in that the tube has two opposed axial or helical slots, and that those so formed Pipe segments are conductively connected to one another at one end of the pipe, while the power supply is connected to the other end of the pipe. and discharges are connected to the two segments.

4. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the tube with several partly from one, partly from the other end face and optionally helically extending slots is provided before reaching end of the second end face, and that the slots extending from one end face are located between the outbound on the other side.

1 sheet of drawings