DE838168C

DE838168C - Kathodenstrahlröhre

Info

Publication number: DE838168C
Application number: DENDAT838168D
Authority: DE
Inventors: London John Edward Godeck
Original assignee: A. C. Cossor Limited, London
Priority date: 1944-12-28
Publication date: 1952-03-27
Also published as: GB642083A; US2472766A; NL66519C; BE462028A; FR919431A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren.

Der Ausdruck Kathodenstrahlröhre, wie er in der vorliegenden Beschreibung benutzt wird, soll eine S Elektronenentladungsvorrichtung bedeuten, bei welcher ein evakuiertes Gefäß, welches aus einem Halsteil und einem Kolbenteil besteht, innerhalb des Halses eine Elektronenerzeugungsvorrichtung und ein Elektronenstrahlablenksystem enthält sowie

ίο nahe der Abschlußwand des Kolben einen Schirm, z. B. einen Fluoreszenzschirm, der bei Elektronenaufprall anspricht, besitzt. Die Elektronenerzeugungsvorrichtung enthält eine Glühkathode, ein mit einer Öffnung versehenes Steuergitter sowie wenigstens eine mit einer Öffnung versehene Anode. Der Ausdruck erste Anode, der in den Ansprüchen benutzt wird, bedeutet die einzige Anode, sofern bei der betreffenden Röhre nur eine Anode vorhanden ist, und bedeutet die auf das Gitter folgende Anode, sofern die betreffende Röhre mehr als eine ao Anode besitzt.

Es ist bekannt, daß Fluoreszenzschirme, welche Sulfide enthalten, beim Bombardement mit negativen Ionen geschwärzt werden, so daß sie auf Elektronenbombardement dann weniger stark ansprechen. Es sind verschiedene Mittel vorgeschlagen worden, um negative Ionen, die in der Nähe der Kathode erzeugt werden, vom Schirm fernzuhalten, weil sie auf dem Schirm die erwähnte oder andere störende Wirkungen hervorrufen können.

Das Phänomen, das zu diesem Zweck sowohl bei den bisherigen Kathodenstrahlröhren als gemäß der Erfindung benutzt wird, ist der Unterschied in der Ablenkbarkeit zwischen Elektronen und negativen Ionen in einem magnetischen Feld. Bei den bisher vorgeschlagenen Einrichtungen sind die Elektroden in der Nähe der Kathode so angeordnet, daß sie einen divergenten Kathodenstrahl erzeugen, dessen Achse zur Achse des konvergenten Strahls, der

ίο später in das veränderliche Ablenkfeld eintritt, geneigt ist. Der Strahl passiert, vorzugsweise bevor er das dazwischenliegende Gebiet erreicht, in welchem er von einem divergenten Strahl in einen konvergenten umgewandelt wird, ein zeitlich unveränder-

X5 liches magnetisches Feld, wodurch die Elektronen so weit abgelenkt werden, bis ihre Achse mit der Achse des Weges zusammenfällt, auf welchem die Elektronen schließlich in das veränderliche Ablenkfeld eintreten. Die negativen Ionen, die im divergenten Strahl vorkommen, aber unerwünscht sind, treten ebenfalls in das zeitlich unveränderliche magnetische Feld ein, werden aber in diesem Feld nicht merklich abgelenkt. Sie treffen daher entweder auf eine Elektrode oder auf die Röhrenwand auf und werden dadurch vom Schirm ferngehalten. Vorzugsweise werden sie so geführt, daß sie auf einen leitenden Innenüberzug desRöhrenhalses auftreffen, öderes wird eine Elektrode innerhalb dieses Röhrenhalses angebracht.

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, bei Anwendung von Mitteln, welche Ionen vom Schirm fernhalten, einen normalen Aufbau der Röhre zu ermöglichen, bei welchem das Röhrengefäß, und zwar sowohl sein Hals wie sein Kolben und die Elektroden der Elektronenerzeugungsvorrichtung, symmetrisch um eine gemeinsame Achse herum angeordnet werden, d. h., soweit als möglich den normalen Aufbau beizubehalten, der für die Fabrikation eine sehr große Erleichterung darstellt.

Gemäß der Erfindung ist eine Kathodenstrahlröhre, in welcher ein Elektronenstrahl, welcher zuletzt entlang eines bestimmten Weges verlaufen soll, zunächst von einer Elektronenerzeugungsvorrichtung in einer anderen Richtung ausgesendet wird als in der Richtung des erwähnten Weges und sodann durch ein konstantes magnetisches Feld auf diesen Weg gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben und der Hals des Röhrengefäßes rotationssymmetrisch zu einer Achse, welche mit dem erwähnten Weg zusammenfällt oder parallel zu ihm verläuft, angeordnet sind, und dadurch, daß die Elektronenerzeugungsvorrichtung innerhalb des Halses ebenfalls symmetrisch zu dieser Achse liegt, wobei lediglich die öffnung in der Anode oder der ersten Anode der Elektronenerzeugungsvorrichtung exzentrisch zur Achse angebracht ist, und zwar zum Zwecke, den Elektronenstrahl, der die Anode oder erste Anode verläßt, in der Richtung nach der anderen Seite der Achse zu lenken.

Die öffnung im Gitter der Elektronenerzeugungsvorrichtung ist vorzugsweise ebenfalls nach derselben Seite der Achse versetzt wie die öffnung in der ersten Anode. Die öffnung im Gitter kann in einer nach der Kathode hin verlaufenden Ausbuchtung angebracht werden.

Unter einem vorbestimmten oder einem erwünschten Elektronenweg, der parallel zur Achse des Röhrengefäßes und der Elektronenerzeugungsvorrichtung verläuft oder mit ihr zusammenfällt, ist ein Weg zu verstehen, der dann durchlaufen wird, wenn das normale Elektronenstrahlaiblenksystem hinter der Elektronenerzeugungsvorrichtung nicht wirksam ist. Der Strahl, der die Anode oder die erste Anode verläßt, kann auf eine leitende Fläche innerhalb des Röhrengefäßes, welche vom Schirm getrennt ist, gerichtet sein.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Zeichnung und zeigt einen diametral verlaufenden Schnitt durch den Hals einer gemäß der Erfindung ausgeführten Kathodenstrahlröhre,

Der Hals 1 der Kathodenstrahlröhre und der in der Zeichnung nicht' dargestellte Kolben sind in üblicher Weise symmetrisch zu einer Achse 11 ausgeführt. Innerhalb des Halses der Kathodenstrahlröhre ist ein die Elektrode tragendes Gestell, bestehend aus zwei parallelen Stäl>en 2 und in Abständen voneinander angeordneten, isolierenden Scheiben 3 angebracht. Von diesen Scheiben trägt die unterste die Kathode 4 und das Gitter 5 der Elektronenerzeugiungsvorrichtung, während die mittlere und die oberste die Anode tragen. Die Kathode 4 ist flach ausgeführt und umschließt in ihrem Innern das Heizelement 7. Das Gitter 5 besitzt die Form einer durchlöcherten Scheibe, weichein der Richtung nach der Kathode hin ausgebeult ist. Die erste Anode 8 besteht aus der unteren Stirnwand eines geschlossenen Zylinders 6, wobei der Zylindermantel 9 eine Abschirmung bildet und die obere Stirnwand 10 die Anodenblende darstellt. In der Stirnwand 8 befindet sich die öffnung 13 und in der Stirnwand 10 die öffnung 14 zum Durchtritt des Elektronenstrahls.

Die bisher beschriebene Anordnung ist, wenn sie vollständig symmetrisch zur Achse 11-11 beschaffen ist, bekannt. Gemäß der Erfindung wird jedoch die öffnung 13 in der Anode 8 gegenüber der Achse 11-11 verschoben und vorzugsweise auch die öffnung 12 mit der diese öffnung umgebenden Ausbeulung der Gitterelektrode in derselben radialen Richtung verschoben. Dies stellt jedoch keine bemerkenswerte Abweichung vom symmetrischen Auf- bau vom Standpunkt der Fabrikation aus dar. Die Verschiebung der Gitteröffnung und der öffnung der ersten Anode verursacht einen Verlauf des Elektronenstrahls nach der anderen Seite der Achse hin, d. h. in einer Richtung, welche weder mit dieser Achse zusammenfällt, noch parallel zu ihr verläuft Um den Strahl auf den gewünschten Weg zu lenken, wird ein permanenter oder Elektromagnet (nicht mit dargestellt) angebracht, der im Innern des geschlossenen Zylinders 6 ein magnetisches Feld von geeigneter Stärke und Richtung erzeugt.

Mit Hilfe dieses magnetischen Feldes und entsprechend seinen Eigenschaften kann der Elektronenstrom so beeinflußt werden, daß er parallel zur Achse 11-11 verläuft oder mit ihr zusammenfällt, wobei die negativen Ionen, die im Strahl vor-

kommen, durch das genannte zeitlich konstante Feld nicht wesentlich beeinflußt werden und daher nicht durch die öffnung 14 hindurchtreten, sondern auf die Innenwand des Zylinders auf der entgegengesetzten Seite der Achse als diejenige Seite, auf der sich die öffnung 13 1 «findet, auftreffen. Der Schirm wird daher gegen Verbrennungseffekte geschützt. Damit die Anordnung in der beabsichtigten Weise arlxiitet, muß die Anodenöffnung 13 die Gitteröffnung 12, parallel zur Achse gesehen, überdecken (wie es aus der Zeichnung hervorgeht), damit ein Elektronenstrahl in den Zylinder eintreten kann. Somit darf bei Benutzung einer axial angeordneten Gitteröffnung 12 die Anodenöffiiung 13 gegenüber der Achse nicht so weit verschoben sein, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Die größere Strahlablenkung, welche bei Verschiebung beider öffnungen auftritt, verbessert den Wirkungsgrad des Zylinders als Falle für die negativen Ionen, da näm-Hch eine bessere Trennung zwischen Ionen und Elektronen erreicht werden kann, wenn der Elektronenstrahl durch das zeitlich konstante magnetische Feld abgelenkt wird, um die öffnung 14 zu passieren. Vorzugsweise wird der Strahl mit der Achse vor dem Austritt aus der öffnung 14 zur Koinzidenz gebracht und nicht nur zur Achse parallel gerichtet, damit die öffnung 14 nicht größer gewählt werden muß, als es der gewünschten Strahldicke entspricht. Es ist jedoch audh dann eine gewisse Ionenausscheidung möglich, wenn die öffnung 14 vergrößert wird, und selbst noch dann, wenn die zweite Stirnwand der Anode vollständig fortgelassen wird.

Es sei als ein wünschenswertes Merkmal der dargestellten Konstruktion vermerkt, daß die Kathode 4 und die Gitteroffnung 12 in derselben Ebene liegen wie die Scheibe 3 oder annähernd in dieser Ebene, so daß eine Kippung dieser Scheibe gegenüber ihrer normalen Lage zur Achse 11-11 die Verschiebung der Gitteroffnung gegenüber der Kathode oder die Lage von Gitter und Kathode gegenüber der Achse nicht beeinflußt.

Bei einer praktischen Ausführung der Erfindung waren die gewählten Abmessungen die folgenden:

Die Gitteröffnung 12 hatte einen Durchmesser von 0,8 mm, und ihr Mittelpunkt war gegenüber der Achse 11-11 um 1 mm verschoben. Die Anodenöffnung 13 besaß einen Durchmesser von 4 mm, und ihr Mittelpunkt war um 2,5 mm gegenüber der Achse verschoben. Der Abstand zwischen beiden öffnungen, in der Richtung der Achse 11-11 gesehen, betrug 3,5 mm, und die Tiefe der Ausbeulung des Gitters 5 betrug 2 mm.

Claims

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre, in welcher ein Elektronenstrom, der schließlich entlang eines bestimmten Weges verlaufen soll, zunächst von einer Elektronenerzeugungsvorrichtung in einer anderen Richtung ausgesendet wird als die Riehtung des erwähnten Weges und. sodann durch ein konstantes magnetisches Feld auf diesen Weg zurückgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben und der Hals des Röhrengefäßes rotationssymmetrisch zu einer Achsesind, welche zu dem erwähnten Weg parallel verläuft oder mit ihm zusammenfällt, und daß die Elektronenerzeugungsvorrichtung innerhalb des Halses angeordnet ist, und zwar ebenfalls symmetrisch zu der erwähnten Achse mit Ausnahme der öffnung in der Anode oder der ersten Anode der Elektronenerzeugungsvorrichtung, wobei diese öffnung nach einer Seite von der Achse aus verschoben, also exzentrisch angebracht ist, zum Zwecke, dem Elektronenstrahl nach Verlassen der Anode oder der ersten Anode eine Richtung nach der anderen Seite der Achse hin zu geben.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, in welcher die öffnung des Gitters der Elektronenerzeugungsvorrichtung ebenfalls nach derselben Seite der Achse verschoben ist wie die öffnung der Anode oder der ersten Anode.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, in welcher die öffnung des Gitters sich in einer Ausbeulung des letzteren, die auf die Kathode hin gerichtet ist, befindet.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2 oder 3, in welcher die Kathode und die Gitteroffnung der Elektronenerzeugungsvorrichtung in derselben Ebene liegen, in welcher sich die die Kathode und das Gitter tragende Scheibe befindet, oder nahe dieser Ebene.

5. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher der Strahl anfänglich auf eine vom Schirm getrennte leitende Fläche innerhalb des Röhrengef äßes gerichtet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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