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Indirekt geheizte Hohlkathode für gas- oder dampfgefüllte elektrische
Entladungsgefäße DieErfindungbetrifft eine indirekt geheizte Hohlkathode, die für
gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße bestimmt ist. Kathoden mit großen Oberflächen
werden häufig bei gas-oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen angewendet, um eine
hohe Stromentnahme zu ermöglichen. Als, Träger für die emissionsfähigen Stoffe
dienen dabei in der Regel entsprechend geformte Blechkörper, - welche mit der emittierenden
Schicht, z. B. Erdalkalioxyden, überzogen werden. Beim Anheizen einer solchen Kathode
muß eine verhäItnismäßig große Masse erwärmt werden, die Wärmekapazität und damit
die sogenannte Anheizzeit der Kathode sind also groß. In dieser großen Anheizzeit
liegt aber gerade bei gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen ein Nachteil, da
bekanntlich während der zum Erreichen der vollen Betriebstemperatur notwendigen
Zeitspanne die Gefahr besteht, daß sich die Entladung auf bestimmte Punkte der emittierenden
Oberfläche zusammenzieht und die sogenannte Fackelbildung auftritt, durch welche
die Kathode beschädigt und rasch abgebaut
wird. Man kann daher
die Anodenspannung erst einschalten, wenn die Kathode bereits ihre volle Betriebstemperatur
erreicht hat. Bei den bekannten Kathoden ist die Anheizzeit aber unliebsam groß.
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Von wesentlicher Bedeutung ist ferner die gleichmäßige Aufheizung
aller Teile der Kathode, da durch Ungleichmäßigkeit in dieser Hinsicht auch während
des Betriebes, also nach erreichter Endtemperatur, noch Fackelbildung begünstigt
-,wird, .denn gewisse Teile der Kathode sind dann in bezug auf das Ansetzen einer
Entladung bevorzugt und diese zieht sich um so eher auf bestimmte Punkte der emittierenden
Oberfläche zusammen.
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Es ist bekannt, eine Hohlkathode aus einem Drahtnetz zu bilden, das
durch einen am Kathodengrunde angeordneten Heizkörper aufgeheizt wird. Die Aufheizung
ist bei dieser Kathode ungleichmäßig. Außerdem wird die Anheizzeit durch einen zwischen
Heizkörper und Kathode angebrachten Blechschirm verlängert. Es ist ferner bekannt,
eine Kathode aus einem Drahtgeflecht herzustellen, das spiralig aufgewunden ist,
denOxydbelag trägt und an seiner Außenseite von einer gleichfalls an der Elektronenemission
teilnehmenden Heizwicklung umgeben ist. Auch bei dieser Kathode ist die Aufheizung
der einzelnen Teile zumindest zu Betriebsbeginn ungleichmäßig. Durch die besondere
Anordnung des Heizkörpers geht viel Wärme verloren. Schließlich ist es auch bekannt,
eine Hohlkathode aus einem Blechzylinder herzustellen, der durch einen zentralen
Heizkörper aufgeheizt wird. Das eine Ende des Heizkörpers ist mit dem Blechzylinder
verbunden, der gleichzeitig als Rückleitung für den Heizstrom dient. Abgesehen von
der verhältnismäßig großen Wärmeträgheit des Blechzylinders tritt auch in dem Blechzylinder,
weil er als Rückleitung für den Heizstrom dient, ein Spannungsabfall auf, der das
Ansetzen der Entladung an bestimmten Punkten der Kathode und damit die Fackelbildung
begünstigt.
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Die erwähnten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Gemäß
der Erfindung ist bei einer indirekt geheizten Hohlkathode für gas- oder dampfgefüllte
elektrische Entladungsgefäße der innerhalb eines Wärmeschutzschirmes angeordnete
Emissionskörper aus einem zylindrischen Drahtnetz oder Drahtgeflecht hergestellt,
dessen Achse in der Richtung der Entladungsbahn liegt und welches durch einen in
seinem Zentrum angeordneten, an seinem oberen Ende vom emittierendenKathodenkörper
isolierten, über die ganze Länge des Kathodenkörpers reichenden und ihm gegenüber
frei liegenden Heizkörper durch Strahlung indirekt aufgeheizt , I wird. Das Drahtgewebe
wird vorteilhaft aus so feinen Drähten hergestellt, als es mit Rücksicht auf die
mechanischeFestigkeit eben noch zulässig ist. Der Drahtzylinder kann an einem oder
an beiden Enden durch einen Blechdeckel abgeschlossen sein, welcher dem Gebilde
eine höhere Steifigkeit verleiht. Der nach der Anode zu liegende Deckel ist mit
Öffnungen für den Durchtritt der Entladung versehen. An der von der Anode abgekehrten
Seite kann der Kathodenzylinder statt durch einen Deckel vorteilhafterweise auch
durch einen Blechring versteift sein.
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Eine derartige Kathode besitzt im Verhältnis zu ihrer- großen emittierenden
Oberfläche nur eine sehr geringe Masse. Die Wärmekapazität und somit die Anheizzeit,
deren Bedeutung oben hervorgehoben wurde, sind daher sehr klein. Gegenüber den bekannten
Kathoden aus Blech besitzt die erfindungsgemäße Bauart noch den großen Vorteil,
daß das Oxyd an dem Drahtgeflecht oder Drahtgewebe viel fester haftet. Auch dadurch
wird die Lebensdauer der Kathode sehr erhöht. Wesentliche Bedeutung kommt auch der
Anordnung des Heizkörpers in der Achse des zylindrischen Kathodengebildes zu; denn
von der zentralen Glühfadenwendel aus werden alle Flächenteile der Kathode gleichmäßig
und gleichzeitig auf Temperatur gebracht, ein Umstand, der im Hinblick auf die Fackelbildung
von großer Wichtigkeit ist. Dabei wird durch die Anordnung des Heizkörpers im Innern
der Kathode die erzeugte Wärme gut zusammengehalten, und die Erhitzung erfolgt rasch
und unter weitgehender Vermeidung von Verlusten. Verbessert wird diese Wirkung noch
durch den das zylindrische Kathodennetz in geringem Abstand umgebenden Metallschirm,
der aus einem möglichst dünnen Blech gefertigt wird, um nicht die Anheizzeit zu
vergrößern. Zu den sonstigen Vorteilen tritt somit noch der einer guten Wärmeökonomie.
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Die Herstellung der Kathode nach der Erfindung erfordert nur geringen
technischen Aufwand. Das zylindrische Drahtnetz kann entweder aus einem ebenen Ausgangsmaterial
durch Zusammenbiegen und Verschweißen der Kanten, oder auch nahtlos nach einem bekannten
Strick- oder Wirkverfahren hergestellt werden. Das Aufbringen des Oxydbelages kann
durch Eintauchen des fertigen Drahtkörpers in eine entsprechende Masse oder durch
Aufstreichen einer solchen auf das Drahtgeflecht erfolgen. Weitere Vorkehrungen,
wie sie etwa bei Kathoden aus Blech zur Erhöhung der Haftfestigkeit notwendig werden,
sind hier überflüssig.
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Die geringen Massen sowohl des Trägerkörpers als auch des Emissionsbelages
der
Kathode nach der Erfindung wirken sich bei der Herstellung in
einer Verkürzung der beim Pumpprozeß notwendigen Zeit aus.
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Ferner kommt die geringe Masse auch in bezug auf die Transportfähigkeit
der Röhre vorteilhaft zur Geltung, da durch die kleine träge Masse des Kathodenkörpers
die Halterungen bei Stößen nur im geringen Maße beansprucht werden.
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Eine Kathode nach der Erfindung ist in Abb. i dargestellt. Das zylindrische
Kathodennetz i, welches mit emissionsfähigem Material bedeckt ist, trägt an seinem
oberen Ende einen mit Öffnungen 3 versehenen Deckel 2. Am unteren Ende ist die Kathode
durch den Ring 4 versteift. In :der Achse des Zylinders ist die Glühfadenwendel5
angeordnet, deren Stromzuführung bei 8 isoliert durch den Deckel 2 hindurchgeführt
ist. Zwecks besserer Abschirmung der Wärmeabstrahlung ist die Kathode mit einem
Schirm 6 umgeben, der eineÖffnung 7 für den Austritt der Elektronen besitzt.
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Abb.2 zeigt als Beispiel einen Kathodenzylinder aus, einem Geflecht,
das aus einer Anzahl stärkerer, zu einem Ring gebogener Drähte 9 besteht, welche
dünne Drähte io tragen und dem Zylinder eine gewisse Steifigkeit verleihen. Die
ganze Kathode wird mit Hilfe der mit dem Kathodenkörper verschweißten oder verflochtenen
Streben i i gehalten.
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Eine andereAusführungsform zeigt Abb. 3 die stärkeren Drähte i2 sind
hier in Richtung der Zylinderachse angeordnet, während die feinen Drähte' 13 um
.diese herumgeflochten sind. In diesem Fall genügt es, einige der starken Drähte
etwas zu verlängern und zum Halten der Kathode zu benutzen.
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Abb. 4 zeigt eine Kathode aus mehreren konzentrischen Lagen eines
Drahtgeflechtes, welche durch Ringe 14 auf Distanz gehalten werden. Durch entsprechende
Wahl der Anzahl der Lagen läßt sich in einfacher Weise die Menge des emissionsfähigen
Materials dosieren.