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Einrichtung zur nachträglichen Einstellung des Abstandes der Elektroden
von Elektronenröhren Bei Elektronenröhren: tritt gelegentlich die Aufgabe auf, die
Abstände von Elektroden gegeneinander um Bruchteile von Millimetern zu veränderii.
So ist es z. $. notwendig, den Abstand zwischen der Kathode und der Anode von für
sehr kurze Wellen bestimmten Hochvakuumgleichrichtern sehr fein einstellbar zu machen,
um den Abstand der Elektroden in -warmem Zustande wegen des inneren Widerstandes
möglichst klein zu halten. Auch bei Elektronenröhren zur Erzeugung von elektrischen
Schwingungen sehr hoher Frequenzen tritt dieses Problem auf,. weil man wegen der
störenden Elektronenlaufzeiten die im Betriebe wirksamen Elektrodenabs,tände auf
einige hundertstel Millimeter herabsetzen möchte, aber wegen der thermischen Ausdehnung
der Elektroden und der damit verbundenen Lageveränderung derselben gegeneinander
beim normalen Zusammenbau nicht unter Abstände von o,2 bis 0,3 mm heruntergehen
kann. Man maß also den Elektrodenabstand nach Fertigstellung der Röhre sehr fein
einstellen können. Bisher sind zu diesen Zwecken, wie auch zu anderweitigen Veränderungen
der Röhreneigenschaften, Mittel vorgeschlagen worden, die keine befriedigende Lösung
ergaben. So hat man z. B. einen Teil der Glashülle federnd ausgebildet und die Elektrodenabstände
durch M'ikrometerschrauben von außen eingestellt. Ein anderer Vorschlag benutzt
die Krümmung eines Bimetallstreifens bei Erwärmung. Diese Lösungen sind jedoch für
viele Zwecke und insbesondere für die obenerwähnten nicht oder nur schlecht brauchbar,
da sie weder fein
noch sicher genug arbeiten. Außerdem hat besonders
die erstere Methode den Nachteil, den an sich gegen mechanische Beeinflussung empfindlichen
Glaskolben noch mehr zu schwächen und noch empfindlicher zu machen.
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Im folgenden soll nun zunächst ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
an Hand der Abbildungen beschrieben werden. Abb. i stellt einen Längsschnitt, Abb.
a eine Draufsicht auf ein Elektrodensystem eines zur Schwingungserzeugung dienenden
Plations in stark vergrößertem Maßstabe dar. Eine Grundplatte i aus vakuumdichtem
Baustoff ist mit Ansätzen 2; 3, 4 und 5 versehen, in denen die Elektroden gehaltert
sind. Der Ansatz 2 .trägt die als Metallplättchen ausgebildete Anode 7, die mit
dem Ansatz durch einen Gewindestift 9 und der Mutter8 fest verbunden ist. Mit einem
verjüngten Fortsatz des Gewindestiftes 9 ist die Anodenzuleitung fo verschweißt,
.die mit Hilfe der Glasperle z i durch die Grundplatte i vakuumdicht hindurchgeführt
ist. In den Ansätzen 3 und 4 ist die indirekt geheizte Kathode 12 gehaltert, deren
Aufbau hier nicht näher beschrieben zu werden braucht. Die Kathodenzuleitung ist
mit Hilfe der Perle 2o, die Heizungszuleitungen sind mit Hilfe der Perlen 2,1 und
22 durch die Grundplatte vakuumdicht hindurchgeführt. Der Ansatz 5 besitzt einen
kurzen zylinderförmigen Fortsatz, der in einer ebenen Fläche i!6 endet, an die eine
entsprechende Fläche eines als zylindrisches Stäbchen aus keramischem Baustoff mit
großem Ausdehnungsbeiwert ausgebildeten Ausdehnungskörpers 15 anliegt. Diese beiden
Teile 5 und 15 sind durch einen Glasring 17 miteinander verschmolzen. Das
freie Ende des Ausdehnungskörpers trägt eine Platte 13, auf die eine dünne
Metallschicht 14 aufgebrannt ist, die als Steuerelektrode dient. Ihre Zuleitung
18, ist mit Hilfe der Perle i9 durch die einen Teil der vakuumdichten Hülle bildende
Grundplatte i hindurchgeführt. Eine Wicklung 23 auf dem Ausdehnungskörper 115, deren
Enden mit Hilfe der Perlen 24 und 25 durch die Grundplatte i hindurchgeführt sind,
dient zur Erwärmung des Stäbchens und damit zur Regelung des Abstandes zwischen
der Kathode r2 und der Steuerelektrode 14. Durch passende Einstellung des Heizstromes
in der Wicklung 23 ist somit in einfachster und sicherster Weise eine sehr genaue
Einstellung des Abstandes Kathode-Steuerelektrode und damit eine weitgehende Beeinflussung
der Röhreneigenschaften, wie Durchgriff, Steilheit, Elektrodenkapazitäten, möglich.
Noch größer wird die Beeinflussungsmöglichkeit, wenn der Abstand Anode-Kathode in
ähnlicher Weise einstellbar gemacht wird. An Stelle des stabförmigen Ausdehnungskörpers
mit außen aufgebrachter Heizwicklung kann auch ein als Röhrchen ausgebildeter Körper
mit im Innern angeordneten Heizern °verwendet--werden. Dabei besteht dann noch die-
Möglichkeit, den Ausdehnungskörper aus vakuumdichtem Baustoff herzustellen und ihn
als in das Innere der Röhre hineinragenden Wandungsteil auszubilden, wobei der Heizer
von außen zugänglich und austauschbar bleibt. Die Anwendung der Erfindung ist nicht
nur bei Röhren der dargestellten Art möglich, sondern bietet auch bei vielen anderen
Bauformen Vorteile. So kann z. B,. die Brauchbarkeit von Hochvakuumgleichrichterstrecken
insbesondere bei Verwendung für sehr kurze elektrische Wellen oder für Meßzwecke
erheblich gesteigert werden, wenn der Innenwiderstand der Gleichrichterstrecke,
der ja neben der Ergiebigkeit der Kathode von dem Abstand der Elektroden abhängt,
durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung wesentlich verbessert wird.
Auch kann durch Verringerung des Elektrodenabstandes auf wenige hundertstel Millimeter
die Elektronenlaufzeit wesentlich herabgesetzt werden, wobei der Gleichrichter für
sehr viel kürzere Wellen brauchbar wird, als es mit den bisherigen Bauarten erreichbar
war. Dabei ordnet man dann zweckmäßig die heizbare Kathode fest an und macht die
Lage der Anode durch die Verbindung mit dem Ausdehnungskörper veränderbar.
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In ähnlicher Weise können,die Vorteile der Erfindung für Elektronenröhren
mit plattenförmig ausgebildeter Anode-nutzbar gemacht werden, indem der Abstand
der Anode von dem zweckmäßig eng aufgebauten Gitter-Kathoden-System veränderbar
ausgebildet wird. Man kann auch die Kathode flächenförmig und das Gitter als ebene
durchlochte oder aus Drahtgewebe bestehende Platte ausbilden und den Abstand von
der Kathode einstellbar machen. Damit wird diese Röhre wiederum für sehr viel kürzere
Wellen brauchbarer als es bisher erreichbar war. Besonders weitgehend können die
Röhreneigenschaften verschiedenen Anwendungszwecken angepaßt werden, wenn sowohl
der Gitter-Kathoden- als auch der Anoden-Kathoden-Abstand einstellbar gemacht wird.
Da die Änderung des Kathoden-Anoden-Abstandes oder des Gitter-Anoden-Abstandes viel
weitere Bewegungen des einstellbaren Teiles notwendig macht als die Änderung des
Gitter-Kathoden-Abstandes, kann es zweckmäßig sein, für diese Änderungen eine der
bekannten Einrichtungen, die eine gröbere Einstellung in weiteren Grenzen ermräglicht,
vorzusehen, für die kleine Änderung des Gitter-Kathoden-Abstandes jedoch nur einen
erfindungsgemäßen Ausdehnungskörper zu verwenden.
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Im folgenden soll noch eine von den bisher beschriebenen abweichende
Anordnung erläutert werden. Es ist oft nicht erforderlich und gelegentlich sogar
unerwünscht, daß die Elektrodenalsstände innerhalb der Röhre jederzeit neu eingestellt
werden können, und es genügt oft und bietet unter Umständen besondere Vorteile,
wenn die Elektrodenabstände nach der Fertigstellung der Röhre sehr genau eingestellt
werden können, nach der einmal erfolgten Einstellung aber in der neuen Lage während
der ganzen Lebensdauer der Röhre verbleiben. Um dies zu erreichen, ist es nur notwendig,
die einstellbaren Elektroden nicht mit dem Ausdehnungskörper fest zu verbinden,
sondern von diesem getrennt an Ansätzen der Grundplatte, am Quetschfuß oder in anderer
an sich bekannter Weise fest
zu haltern und den Ausdehnungskörper
so anzuwenden, dacß er bei seiner Ausdehnung die Elektroden in die gewünschte Lage
drückt. Wird für die Elektroden, was normalerweise schon an sich der Fall ist, weiches,
unelastisches Metall verwendet, so verbleibt die Elektrode in der neuen Lage auch
dann, wenn die Heizung des Ausdehnungskörpers ausgeschaltet wird und dieser bei
seiner Abkühlung in die Ruhelage zurückgeht. Es liegt auf der Hand, daß durch die
hierdurch gegebene Möglichkeit, die Einstellung während der Prüfung der fertigen
Röhre vorzunehmen, die Streugrenzen der Röhrenfabrikation ganz erheblich eingeengt
werden können, so daß, damit eine Steigerung des Gebrauchswertes der Röhre erzielt
wird. Auch die Elektrodenkapazitäten können in ähnlicher Weise genau abgeglichen
werden. So können z. B-. an den Elektroden angebrachte Metallfahnen abgebogen und
dadurch eingestellt werden. Mit dem im Innern der Röhre angeordnetem Ausdehnungskörper
lassen sich aber nicht nur Steilheit, Elektrodenkapazität und Durchgriff von Röhren
nach der Fertigstellung in gewünschter Weise beeinflussen, sondern auch die Kennlinienformen.
Verbindet man das Steuergitter eines aus Kathode-Steuergitter, gegebenenfalls weiteren
Gittern und Anode bestehenden konzentrischen Elektrodensystems mit einem Ausdehnungskörper
in der Weise, daß' bei der Ausdehnung dieses Körpers das Gitter aus seiner konzentrischen
Lage zur Kathode in eine exzentrische Lage gebracht wird, so kann man damit eine
Änderung der Krümmung der Kennlinie erreichen und so eine Regel- oder Exponentialröhre
mit in Abhängigkeit von der Gittervorspannung stark veränderlicher Steilheit erzielen.
Auch hierbei bietet die Einstellbarkeit bei der Prüfung der R;öhre oder bei fester
Verbindung des Gitters mit dem Ausdehnungskörper die beliebige Einstellung vor dem
Betriebe oder während des Betriebs der Röhre große Vorteile und erweiterte Brauchbarkeit
der so ausgebildeten Röhren.