DE639908C - Elektrisches Entladungsgefaess mit Gluehkathode und Gas- oder Dampffuellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Entladungsgefäße mit Glühkathode und einer Gasoder Dampffüllung von einem Druck in den Grenzen von 1 mm bis Viooo^m111 Hg, bei dem die mit aktiver Schicht überzogene, indirekt beheizte Glühkathode durch einen hohlzylindrischen Metallkörper gebildet ist, der mit die emittierende Fläche vergrößernden, eine Mehrzahl von Hohlräumen bildenden metallischen Ringscheiben versehen ist, gemäß Patent 635 165. Entladungsgefäß^ dieser Art sind auch schon bekannt.

Bei Entladungsröhren gemäß dem Hauptpatent müssen die Ringscheiben der Kathode mit dem zentralen, den Heizkörper enthaltenden Metallrohr durch Schweißung bzw. Nietung verbunden werden.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, den Aufbau der Kathoden für Entladungsgefäße gemäß dem Hauptpatent so einzurichten, daß eine für die Massenfabrikation bequeme Herstellung, ein bequemer Zusammenbau und ein einfaches Einfügen dieser Elektroden in das Entladungsgefäß möglich ist.

«5 Gemäß der Erfindung werden Entladungsgefäße gemäß dem Hauptpatent dadurch verbessert, daß die¹ Glühkathode aus einer Mehrzahl einzelner Ringscheiben gefertigt wird, die an ihrem inneren Rand zu rohrförmigen Ringstücken (beispielsweise durch Drücken der Blechscheiben) umgebogen sind und unter Einschaltung von Zwischenlegscheiben auf mehrere sie am Rande durchsetzende Bolzen derart aufgereiht sind, daß die zentralen Ringstücke zusammen einen zylindrischen Hohlraum bilden, in dem der Heizkörper (die Heizspirale) untergebracht ist. Die einzelnen Ringscheiben sind also mit dem ihnen jeweils zugeordneten Teil der Heizkörperwandung aus einem Stück hergestellt. .

Diese Ausbildung der Kathode weist in fabrikatorischer Hinsicht wesentliche Vorteile auf. Einmal fällt bei der Herstellung derartiger Kathoden das verhältnismäßig schwierige Anschweißen der einzelnen Ringscheiben an das Heizkörperrohr fort. Ferner läßt sich auch ein viel gleichmäßigerer Oxydbelag als auf den bekannten Kathoden erzielen, da die Blechscheiben noch vor dem Zusammenbau der Kathode mit dem emittierenden Material überzogen werden können., Im Gegensatz dazu kann bei den bekannten Kathoden erst der fertige Kathodenaufbau mit dem Oxydüberzug versehen werden, da hier der Zusammenbau noch besondere Arbeitsgänge, wie z. B. Schweißen, erfordert,

wodurch die emittierende Schicht wieder zerstört würde.

Ganz wesentlich unterscheidet sich die bei Entladungsgefäßen gemäß der Erfindung verwandte Kathode von dem Bekannten ferner. noch durch ihre überaus günstige Wärme-¹, verteilung. Die bei der Herstellung der bekannten Kathode erforderliche Verschweißung der Ringscheiben mit dem Heizkörper läßt to sich fabrikatorisch nur unter großen Schwierigkeiten so vollkommen ausführen, daß der an der Schweißstelle auftretende Wärmewiderstand wirklich zu vernachlässigen ist. Im allgemeinen besteht an der Verbindungsstelle (Schweißstelle) ein verhältnismäßig großes Temperaturgefälle, welches zu einer für die Gleichmäßigkeit der Emission sehr nachteiligen Erhitzung des inneren hohlzylindrischen Metallkörpers der Kathode führt. ao Diese Nachteile besitzt die Kathode gemäß der Erfindung nicht, da hier die inneren Teile der Ringscheiben gleichzeitig den Hohlzylinder bilden also derartige den Wärmewiderstand unter Umständen stark erhöhende Verbindungen wegfallen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform von Entladungsgefäßen gemäß der Erfindung ist die Kathode zusammen mit den übrigen Elektroden derart innerhalb des Entladungsgef äßes untergebracht, daß ein Herausnehmen der Elektroden aus dem Entladungsgefäß durch einfaches Lösen der mechanischen Verbindungen ohne weiteres möglich ist und auch Teile der Elektroden auf diese Weise ohne weiteres zugängig gemacht werden können. Insbesondere gilt dieses auch für die Anbringung einer die eigentliche Kathode umgebenden Abschirmung, die insbesondere als Strahlungsschutz wirkt, und für die des Steuergitters.

Die Erfindung ermöglicht in einfacher Weise, die Kathode bzw. die mit der emittierenden Schicht bedeckte Fläche so groß auszubilden, daß diese imstande ist, den gesamten Betriebsstrom (als Elektronenstrom) zu liefern und durch geeignete Anbringung eines an sich bekannten Strahlungsschutzes um die Kathode herum die Heizleistung der Kathode auf einem möglichst geringen Wert zu halten. . ■ .

Die Abbildungen zeigen einige Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung.

In der Abb. 1 ist 1 ein elektrisches Entladungsrohr, an dessen Enden die Einstülpungen 2 und 3 vorgesehen sind. Die obere Einstülpung ist durch die zurückgehende Einstülpung 4 geschlossen. Diese Einstülpung 4 enthält die Einschmelzstelle des Anodenträgers 15. Die Anode selbst ist ein zylinfio drischer Graphitkörper und ist in der Abbildung nicht zu sehen. Auf die Verschmelzung zwischen den Einstülpungen 2 und 4 ist das Glasrohr 5 aufgeschmolzen. Dieses Rohr geht in das Röhrchen 7 über. Dieses Röhrchen 7 _v sitzt ziemlich eng über dem Anodenträger 15 itiitd verhindert die Ausbildung von Entla-' 'düngen im Bereich der Einschmelzstelle des '^Trägers 15. Über das Rohr 5 ist eine Schraubklemme 10 gezogen, die das Gitter 8 trägt. Das Gitter 8 reicht auch um das der Kathode 16 zugewandte Ende der Anode herum. Es besteht zweckmäßig aus siebartig durchlöchertem, oxydiertem Blech aus einer Nickel-Chrom-Legierung (8o°/₀Ni, 2o°/₀Cr). Seine Spannung erhält es durch eine seitliche Einführung 11. Der Abstand zwischen den Einschmelzungen von 11 und 15 ist groß genug, um Überschläge zu verhindern. Das Gitter 8 trägt an seinem geschlossenen Ende mittels einiger Stäbe den Zündring 12. Dieser Zündring sitzt dicht vor der Kathode. Er verringert die Zündspannung und schirmt die Entladung gegen den Einfluß der Wandaufladung ab. Das Gitter 8 trägt ferner einen metallischen Ring 14, der die Aufgabe hat, die Ausbreitung der Entladung in den oberen Teil der Röhre zu verhindern.

Der Kathodenaufbau ιό wird, von einem Ring 18 mittels der Stützen 17 getragen. Der Ring 18 ist auf der Einstülpung 3 befestigt. Diese Einstülpung 3 enthält die Einschmelzstellen der Kathodenzuführungen 32. An den Kathodenzuführungen 32 sind Wärmeschutzbleche 19 befestigt.

Der Aufbau der Kathodenanordnung 16 ist in der Abb. 2 gezeigt. Die Kathode ist indirekt geheizt. Zur Heizung dient zweckmäßig eine Wolframspirale, die von einem isolierenden Stabe2r (z.B. Tonerde) getragen wird. Das obere Ende der Heizvorrichtung steckt in dem Metallblock 22, der den Flansch 23 trägt. Dieser Flansch trägt mehrere Kappen 24, die durch Metallringe 25 auseinandergehalten und durch Schrauben 26 befestigt sind. Die Kappen 24 geben eng über eine entsprechende Anzahl von offenen, mit Durchbohrungen versehenen Wärmeschutzzylindern 28, die durch angenietete Ringe 29 auseinandergehalten werden. Die unteren Enden der Zylinder 28 sind durch Metallkappen 30 geschlossen, deren unterste einige biegsame Kabel 31 trägt, die zu den Zuführungen 32 führen. Eine ähnliche Verbindung (auch mit 31 und 32 gezeichnet) führt zu dem unteren Ende der Heizvorrichtung. Das untere Ende des Isolators 21 ruht auf dem Block 33 aus Isoliermaterial (zweckmäßig aus Glas) und wird durch den umgebogenen Draht 34 daran festgehalten. Der Draht 34 dient als starrer Kern des Isolators und ist oben im Block 22 befestigt. Der Block 33. geht durch die übereinanderliegen-

den öffnungen der Kappen 30 hindurch und ruht auf der untersten Platte. Er hat Durchbohrungen für den Draht 34 und für die Stromzuführung (en) des Glühdrahtes 20. Falls das obere Ende des Glühdrahtes 20 an den Block 22 angeschlossen ist, dienen die Zylinder 28 und die daran angeschlossenen Zuführungen unmittelbar als die eine Zuleitung für den Heizstrom.

Die Kathode selbst setzt sich aus mehreren Metallscheiben 35, wie sie Abb. 3 zeigt, zusammen. Die Scheiben 35 bestehen aus einem flachen Teil mit einer inneren Öffnung und einem einmal abgesetzten Ring 36. Sie sind aus einem Stück hergestellt. Der Ring 36 besteht aus dem weiteren Teil 38 und dem engeren Teil 37, deren Durchmesser derart gewählt sind, daß beim Aufeinandersetzen der Scheiben der Ring 37 der einen Scheibe in den Ring 38 der anderen hineingreift und die Stufe als Stütze dieser anderen Scheibe dient. Die Scheiben sind ferner mit drei kleinen Löchern 39 versehen, durch die nach dem Zusammensetzen Bolzen 40 hindurchgeschoben werden. Hohle Zwischenlegscheiben 41 halten die Scheiben 35 auseinander. Die Bolzen 40 sind unten durch Muttern 42 an den Kappen 30 befestigt. Alle inneren Teile der Kathode, insbesondere die Scheiben. 3 5, sind mit einem Material niedriger Austrittsarbeit (z. B. Bariumcarbonat) bedeckt.

Nach dem Zusammenfügen des Kathodenkörpers bilden die Ringe 36 der Scheiben 35 einen Zylinder, der den Glühdraht 20 umgibt.

Dieser. Zylinder hat nur die doppelte Wandstärke der Scheiben. Da außerdem Ringe und Scheiben jedesmal aus einem Stück sind, ist das Temperaturgefälle vom Glühdraht zum äußeren Scheibenrand nicht zu groß. Durch die Zylinder 28 wird auch der Strahlungsverlust der Kathode klein gehalten.

Diese Ausführung der Kathodenanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß alle Teile leicht in Massenfabrikation hergestellt werden können, daß die Zusammensetzung einfach ist und daß die einzelnen Teile zur Reparatur leicht auseinandergenommen werden können. Oxydträger und Abschirmzylinder sind derart zusammensetzbar eingerichtet, daß der Zusammenbau der Kathodenanordnung unabhängig von der Stromeinführung durch die Gefäßwand erfolgen und danach die ganze Anordnung in das Gefäß eingesetzt werden kann.

Abb. 4 zeigt dieselbe Ausführungsart der Kathode und läßt insbesondere die Kathodenträger 17 erkennen. Diese sind zur Verringerung der Metallmasse hohl ausgeführt.

Abb. 5 zeigt eine etwas andere Ausführungsart des Entladungsgefäßes. Die Kathodenträger 17 dienen direkt als Stromzuführer und führen nicht zum Ring 18, sondern sind in die Verschmelzung 13 eingeschmolzen. Der Ring 18 trägt jetzt mittels der Stäbe 61 das Gitter. Diese Stäbe 61 schirmen die Kathode ⁵S gegen die elektrischen Aufladungen der Röhrenwand ab, haben also dieselbe Bedeutung wie der Zündring 12 der Abb. 1. Diese Stäbe ermöglichen aber gleichzeitig die Spannungszuführung zum Gitter von der Kathodenseite. Da die Spannungsdifferenz zwischen Gitter und Kathode klein ist, besteht die Gefahr eines Überschlages nicht. Es ist möglich, Entladungsgefäße gemäß der Erfindung mit einem metallischen Gehäuse nach Art " der Eisengroßgleichrichter zu versehen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Entladungsgefäß mit Glühkathode und einer Gas- oder Dampffüllung von einem Druck in den Grenzen von einem Mikron und einem Millimeter Quecksilber, bei dem die mit aktiver Schicht überzogene, indirekt beheizte Glühkathode durch einen hohlzylindri- ^8s sehen Metallkörper gebildet ist, der mit die emittierende Fläche vergrößernden, eine Mehrzahl von Hohlräumen bildenden metallischen Ringscheiben versehen ist, gemäß Patent 635 165, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode aus einer Mehrzahl einzelner Ringscheiben besteht, die an ihrem inneren Rand zu rohrförmigen Ringstücken (36) umgebogen und unter Einschaltung von Zwischenlegscheiben (41) auf mehrere sie am Rande durchsetzende Bolzen (40) derart aufgereiht sind, daß die zentralen Ringstücke (36) zusammen einen zylindrischen Hohlraum bilden, in welchem der Kathoden- ^100r heizkörper (Heizspirale 20) untergebracht ist.

2. Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinandergereihten Teile des Oxydträgers in an ^lt>5 sich bekannter Weise von einem oder mehreren koaxial angeordneten Abschirmzylindern (28) zur Konzentrierung der Wärme umgeben sind.

3. Entladungsgefäß nach Anspruch 2, ^uo dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmzylinder die Kathode allseitig umschließen und die Zylindermäntel mit Durchbohrungen für den Durchtritt der Entladung versehen sind. ¹¹S

4. Entladungsgefäß nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Oxydträger umgebenden Abschirmzylinder als Rückleitung für den Heizstrom der Kathode dienen.

5. Entladungsgefäß nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kathode und Abschirmzylinder ein Ganzes bilden, das von in oder an dem Kathodenfuß befestigten Streben (17) getragen wird.

6. Entladungsgefäß nach Anspruch 1 oder den folgenden mit Steuerelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode nebst Abschirmzylindern einerseits und die Anode und die Steuerelektrode andererseits von je einem Glasfuß (bzw. einer Stromeinführungsstelle) getragen werden.

7. Entladungsgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuerelektrode ein die Entladungsbahn umgebender, sich dicht vor der Kathode befindender Metallring (12) leitend verbunden ist.

8. Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 5 mit Steuerelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische, zweckmäßig die Anode umgebende Steuerelektrode auf dem Glasfuß der Kathode mittels Streben (61, Abb. 5) gelagert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen