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Mittelbar geheizte Kathode Mittelbar geheizte Kathoden finden in weitem
Umfange Verwendung in Entladungsröhren verschiedener Art. In den Abb. z und 2 sind
zwei bekannte Ausführungsformen von solchen Kathoden andeutungsweise wiedergegeben.
Die elektronenemittierende Schicht i sitzt auf einer leitenden Unterlage 2, die
ihrerseits ,auf einem nichtleitenden Körper 3 angebracht ist, in welchem der Heizdraht
q. eingelagert ist. Die beiden Kathoden unterscheiden sich nur' durch Anordnung,
Länge und Dicke des Heizfadens. In Abb. i ist ein verhältnismäßig dicker Heizdraht
in zwei Kanälen des Isolierkörpers 3 hin- und zurückgeführt. In Abb. 2 ist ein langer
dünner Draht q. wendelförmig vorgeformt und dann in vier Kanälen des Isolierkörpers
eingezogen. Es eignet sich diese Form besonders für Heizstromquellen von höherer
Spannung, beispielsweise zum Anschluß an das Lichtnetz. Ein weiteres Beispiel gibt
die Abb. 3 wieder. Hier ist der wendelförmig vorgeformte Heizdraht q. auf einen
Stab aus einem Nichtleiter 3 gewickelt und außen nochmals mit einer nichtleitenden
Schicht 5 umgeben, auf welcher sich die Kathodenfläche 2 mit der @emittiemnden Schicht
i befindet.
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Der Verwendungsbereich solcher und ähnlicher mittelbar geheizter Kathoden
ist durch eine störende Eigenschaft beschränkt, nämlich durch ihre lange Anheizzeit,
verursacht durch ihre große Wärmeaufnahme.
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Durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nun die Wärmeaufnahme
und damit die Anheizzeit verkleinert und gleichzeitig eine schnellere und bessere
Entgasung der Kathode :erreicht. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Kathoden,
deren Isolierkörper nach Maßgabe ihrer Form mit einem oder vielen offenbleibenden
Kanälen versehen sind, die nicht zur Aufnahme des Brennfadens dienen, sondern dazu,
-dis Masse des Isolierkörpers zu verkleinern und gleichzeitig den beim Entlüften
freiwerdenden Gasen einen Abzug zu gestatten. Diese Kanäle. lctönnen dort, wo es
der Zwischenraum gestattet, :eine große lichte Weite haben und müssen dort, wo der
Abstand zwischen den einzelnen leitenden Elementen klein ist, eine entsprechend
kleine lichte Weite haben. Vorzugsweise sind diese Kanäle unter sich und zum Heizfaden
parallel angeordnet. Der Isolierkörper kann mit so "zahlreichen Kanälen versehen
sein, daß er sozusagen nur noch ein Skelett von genügender Festigkeit bildet, :das
fähig ist, den Heizfaden aufzunehmen und in seinen Teilen voneinander und von der
Kathodenoberfläche zu isolieren. Die in den -
Abb. q. bis 6 dargestellten
Kathoden .sind nach dem Gedanken der Erfindung ausgeführt und entsprechen im übrigen
den Kathoden in Abb. r bis 3.
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Je größer die lichte Weite der Kanäle und je größer ihre Anzahl. ist,
um so schneller läßt sich die Kathode beim Entlüftungsverfahren entgasen. Dadurch
ist aber auch die M,6glichkeit gegeben, die Entgasungstemperatur herabzusetzen und
damit den schädlichen Einfluß der Isoliermasse und der Restgase auf den Heizfaden.
Bekanntlich muß man zum Entgasen der Kathoden vorübergehend auf wesentlich höhere
Temperaturen gehen, als sie später beim Gebrauch der Kathoden benutzt werden. Je
höher die Temperatur beim Entgasungsvorgang gewählt wird, -um so schneller erfolgt
die Entgasung, um so heftiger ist aber .auch die zwischen Brennfaden, Isoliermasse
und Restgasen stattfindende chemische Reaktion. Selbstverständlich schaden die chemischen
Zerstörungen an dicken Heizfäden weniger als an dünnen. Kathoden nach Abb. 2 und
3 dürfen also nicht so hoch geheizt werden wie solche nach Abb. r, zumal die am
Faden liegende hohe Heizspannung auch zu Elektrolyse und Lichtbogenzündung Veranlassung
geben kann. Das führt zu unangenehm langen Entgasungszeiten. Ganz anders verhalten
sich demgegenüber die Kathoden gemäß vorliegender Erfindung. Selbst bei -niedrigerer
Entgasungstemperatur und damit ` herabgesetzter chemischer Reaktion ist sogar noch
eine Verringerung der Entgasungszeit zu erreichen.
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Die Herstellung von Isolierkörpern mit feinen Kanälen ist einfach,
insbesondere in den Fällen, wo an sich schon Kanäle zur Aufnahme der Brennfäden
benötigt werden. Der nichtleitende Stoff, z. B. Magnesia, Aluminiumoxyd, Silicate,
wird mit einem Bindemittel zu einer teigigen Masse verr'ü'hrt und dann durch eine
Spritzdüse von geeigneter Form gespritzt. Darauf wird in einem Ofen das Bindemittel
herausgebrannt und der Körper festgesintert. Das Herstellungsverfahren ,ändert sich
nicht, wenn von vornherein mehr oder weniger feine Kanäle vorg; s--hen werden.
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Der Gedanke, -die Anheizzeit von mittelbar geheizten Kathoden durch
Einsparen an Masse des Isolierkörpers zu verkleinern, ist an sich nicht neu; jedoch
wurde nur vorgeschlagen. von der Oberfläche aus hier und da die Stücke aus dem Isolierkörper
.auszuschleifen (Abb. 7). Dieses Verfahren, an Masse einzusparen, hat verschiedene
Nachteile. Einmal ist das Herstellungsverfahren der Isolierkörper umständlicher
und teurer. Außerdem ist beobachtet worden, daß von dem teilweise freiliegenden
Brennfaden ein schwacher Elektronenstrom zur Kathodenfläche geht, der wie eine schlechte
Isolation wirkt und zu Störgeräuschen Veranlassung ,gibt. Es ist auch bekannt, bei
mittelbar geheizten Kathoden zur Verringerung der Anheizzeit als Isolator zwischen
dem Heizkörper und dem emittierenden Kathodenteil ein nur dünnwandiges Isolierrohr
zu verwenden.