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Anordnung zur Einstellung verschiedener Teile der emittierenden Fläche
einer mittelbar -eheizten Glühkathode von Kathodenstrahlröhren Bekanntlich wird
bei vielen Braunschen Röhren mit Glühkathode eine Kathode verwandt, die auf ihrer
Stirnseite die emittierende Schicht trägt. In ummittelbarer Nähe dieser Kathode
ist eine zweite Elektrode (Wehneltzylinder) angeordnet, die mit einer feinen Öffnung
versehen ist, durch die die Elektronen hindurchtreten. Die Stirnfläche der Kathode
ist dabei fast immer groß inn. Verhältnis zu der Öffnung dieser Elektrode und sehr
groß im Verhältnis zu dem tatsächlich emittierenden Fleck. Es wird also nur ein
kleiner Teil der emissionsfähigen Kathodenfläche für die Strahlenerzeugung ausgenutzt.
An dieser Stelle läßt die Emissionsfähigkeit der emittierenden Substanz im Laufe
der Brenndauer nach, so daß die Röhre allmählich unbrauchbar wird. Dieser Nachteil
tritt um so stärker in Erscheinung, je größer der Strahlstrom und die Anodenspannung
ist, z. B. bei Fernsehröhren, die für Projektionszwecke benutzt werden. Bei diesen
Projektionsröhren ist die Lebensdauer sehr beschränkt, weil infolge der notwendigen
hohen Strahlleistung der emittierende Stoff an der Emissionsstelle spezifisch sehr
hoch beansprucht wird und selbst geringste Gasreste eine Zerstörung des Oxyds durch
Zerstäubung bewirken.
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Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, daß der aus Band oder Draht
ausgebildete emittierte Kathodenkörper gleitbar angeordnet und ständig fortbewegt
wird. Die Fortbewegung des Kathodenbandes soll dabei von außen durch magnetische
Kräfte erfolgen. Dieses Verfahren ist ziemlich umständlich, da Teile des Bewegungssystems
außerhalb der Röhre angeordnet sind.
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Eine wesentliche Vereinfachung bedeutet es nun, die verschiedenen
Organe ganz in das Innere der Röhre zu verlegen. Dies geschieht bei einer Anordnung
zur Einstellung verschiedener Teile der emittierenden Fläche einer mittelbar geheizten
Glühkathode von Kathodenstrahlröhren, vorzugsweise für Fernsehzwecke, nach der Erfindung,
dadurch, daß vor der emittierenden
Fläche eine lediglich einen
Teil von ihr für die Strahlbildung freigebende Lochblende und weiterhin eine selbsttätig
wirkende, zur Bewegung der Emissionsfläche dienende Einrichtung vorgesehen ist,
die diese Fläche entweder gleichmäßig während des Betriebes oder bei jeder erneuten
Inbetriebnahme der Röhre absatzweise bewegt.
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Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß zur Bewegung der Emissionsfläche
eine Feder vorgesehen wird, deren Federkraft mit der Brenndauer der Röhre, z. B.
durch Zerstäubung der Feder mittels eines hindurchgehenden Stromes, abnimmt, oder
daß die Emissionsfläche drehbar gelagert ist und ein Schaltrad zur Drehung der Emissionsfläche
vorgesehen ist, wobei z. B. für die Drehung der Emissionsfläche ein mit einer Heizwicklung
ausgerüsteter und an dem Schaltrad angreifender Bimetallstreifen vorgesehen ist.
Hierbei kann z. B. die Heizwicklung des Bimetallstreifens zu der Heizwicklung der
Kathode parallel geschaltet sein. Bei der praktischen Ausführung der Erfindung entstehen
nach zwei Richtungen hin Schwierigkeiten. Einmal muß die Stromzuführung zu der Heizwicklung
beweglich ausgeführt werden, damit überhaupt eine Bewegung der Kathode zustande
kommen kann, und weiterhin muß die Möglichkeit geschaffen «erden, die Kathode von
außen zu bewegen, ohne die Röhre selbst zu öffnen und Luft einzulassen. Diese Schwierigkeiten
haben wohl den Fachmann bisher davon abgehalten, eine bewegliche Kathode für Röhren
mit Glühkathode zu bauen. Die nachstehenden Ausführungsbeispiele zeigen, wie diese
Aufgaben gelöst werden können. Abb. z zeigt den Fall, _ daß der Elektronenquellpunkt
strichförmige Bewegung ausführt. Die Kathode ist mit z, die nachfolgende Elektrode,
die beispielsweise als Steuerzylinder ausgebildet ist, mit 2 bezeichnet. Die Kathode
wird mit Hilfe der Blattfeder 3 nach der einen Seite und mit Hilfe der Feder q.
nach der entgegengesetzten Seite gezogen. Diese Feder besteht aus einem Material,
das unter dem Einfluß der Strombelastung zerstäubt und an Drahtstärke abnimmt, so
daß infolgedessen ihre Spannkraft nachläßt. In der Abbildung ist die mittlere Lage
der Kathode dargestellt, in der die Feder 4. bereits an Spannkraft eingebüßt hat.
An den Stellen 5 und 6 sind die Zugfeder und die Blattfeder befestigt. Gleichzeitig
wird an diesen Stellen der Strom für die Belastung der Zug feder zugeführt. Die
Strombelastung wird man so wählen, daß die Bewegungsgeschwindigkeit mit Rücksicht
auf die Lebensdauer der Röhre am günstigsten wird. Die Verschiebung der Kathode
kann auch mit Hilfe eines an Stelle der Blattfeder 3 angeordneten Bimetallstreifens
erfolgen, der unter dem Einfluß einer mehr oder minder starken Beheizung sich mehr
oder weriiger stark krünunt und die Katliodc -,-trscliiel)t. Die Stromzuführungen
zur Kathode müssen in diesem Fall natürlich beweglich sein. Selbstverständlich muß,
wie dies in dem Beispiel durch die Blattfeder 3 erfolgt, eine geeignete Führung
der Kathode vorhanden sein, die vor allem eine Änderung des Abstandes Stirnfläche
der Kathode-Steuerzylinder verhütet.
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In der Abb.2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die
Kathode eine Drehbewegung vollführt. In dieser Abbildung ist die Kathode mit z und
der Steuerzylinder mit 2 bezeichnet. Die Kathode weist eine Verlängerung in Form
eines isolierenden Röhrchens 12 auf, das an zwei Stellen 13 und 1q. drehbar gelagert
ist. Zwischen diesen Lagern befindet sich ein Zahnrädchen 15, das zahnweise fortgeschaltet
wird. Die Kathodenachse ist gegen die Achse der Steuerelektrode versetzt, so daß
der Elektronenquellpunkt auf der Stirnfläche der Kathode einen Kreis beschreibt.
Die wirksame emittierende Fläche und damit die Lebensdauer werden um so größer,
je größer die Versetzung der beiden Achsen, d. h. der Radius des Kreises ist. Die
Fortschaltung des Schaltrades kann beispielsweise mit Hilfe eines Bimetallstreifens
=6 erfolgen, der von einer Heizwicklung geheizt wird. Der Bimetallstreifen greift
ungefähr radial am Zahnrad an und bewirkt die Fortschaltung des Zahnrades durch
seine Krümmung, die unter dem Einfluß der Erwärmung zustande kommt. Die Heizwicklung
kann z. B., wenigstens mit einem Pol, aus dem Rohr herausgeführt und nach Bedarf
an Spannung gelegt «erden. Bei Erkaltung des Streifens kehrt dieser in seine Ruhelage
zurück, wobei eine Mitnahme und Rückdrehung des Schaltrades, beispielsweise durch
eine Sperrfeder 17, verhindert werden kann. Eine andere Schaltmög- i lichkeit
ist die, die Heizwicklung parallel zur Kathodenheizwicklung zu legen. Die Wicklung
des Bimetallstreifens liegt dann <lauernd an Spannung, und beim jeweiligen Einschalten
wird die Kathode um einen Zahn weitergedreht. i Es können dabei beliebig viel Umdrehungen
erfolgen. Zur Stromzuführung müssen natürlich bewegliche Organe vorgesehen sein.
Beispielsweise kann die Stromzuführung durch die beiden Lager 13 und 1:l. erfolgen.
Wenn eine oder wenige Umdrehungen der Kathode ausreichen, können die Stromzuführungen
auch als Spiralfedern nach Art der Stromzuführungen für Drehkondensatoren ausgebildet
sein.
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Damit die durch Bewegung der Kathode sich ergebenden neuen Emissionsflächen
nicht erst, sei dies auch durch den Betrieb selbst, formiert werden muß, empfiehlt
es sich, die gesamte Stirnfläche der Kathode gleichmäßig zu formieren, beispielsweise
durch Anlegen einer schwach positiven Spannung an die sonst nggative Elektrode 2.