DE896686C - Elektronen-Entladungsroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsröhren oder auf Befestigungsvorrichtungen für Elektroden in solchen Röhren und insbesondere auf gleichzeitig als Abschirmung und als Elektrodenträger dienende Bestandteile solcher Röhren.

Die Erfindung ist insbesondere mit Vorteil anwendbar bei Hochspannungsdioden, welche eine rohrförmige Anode besitzen, die am einen Ende der Röhre befestigt ist, und ferner eine im Innern des Anodenrohres liegende, am anderen Ende der Röhre befestigte Glühdrahtkathode aufweisen.

Bei Röhren dieser Art treten bei der Befestigung der Glühdrahtkathode verschiedene verhältnismäßig schwierige Probleme auf. Das eine dieser Probleme betrifft einen geeigneten Ersatz für die normalerweise verwendeten Aufhängehaken für den Glühdraht. Die üblichen Aufhängehaken oder Glühdrahtträger arbeiten nämlich nicht mehr befriedigend, wenn die Drahtkathode an verhältnismäßig hoher Spannung liegt und eine hohe Temperatur annimmt, da der Querschnitt an den Befestigungsstellen zu klein ist. Derart kleine Querschnitte an der Befestigungisstelle sind im heißen Zustand der Kathode nämlich nicht fest genug, um die Kathode in der erforderlichen Waise zutragen. Ferner ist es, wenn die Anode glockenförmig ausgeführt, d. h. an ihrem einen Ende geschlossen ist, notwendig, das von den Einschmelzstellen der Heizistromzuleitungen abgewandte Ende des Heizdrahtes gegenüber der Anode mit Hilfe eines Traggliedes abzustützen, das gleiche Länge wie der Glühdraht besitzt und parallel zur Anodenachse verläuft. Dieses Tragglied stellt daher eine Abschirmung zwischen einem Teil des Glühdrahtes

und einem Teil der Anode dar. Zur Befestigung des anderen Endes des Glühdrahtes dient ein Konstruktionsteil, der nicht in den Raum zwischen dem Glühdraht und der Anode hineinragt. Wenn daher die Spannung zwischen dem Glühdraht und der Anode verhältnismäßig hoch ist, kann sich der Glühdraht in der Richtung auf die Anode hin aus-Megen, und zwar derart, daß er sich dabei von dem obenerwähnten Tragglied entfernt. Eine solche ίο sich oft wiederholende Durchbiegung des Glühdrahtes schwächt aber den Draht und führt schließlich zu seinem Bruch.

Die Abschirnrwirkung des; siich parallel zum Glühdraht erstreckenden Traggliedes hat den weiteren Nachteil, daß es die Elektronenemissionsvertailung zwischen dem Glühdraht und der Anode stört. Die günstigsten Betriebsverhältnisse werden nämlich bei einer symmetrischen Elektronenemission der Kathode erreicht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung solcher Elektronenentladungsröhren. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Tragvorrichtung für eine Glühdrahtkathode einer Elektronenröhre, die auch bei verhältnismäßig hoher Heizspannung und bei hoher Kathodentemperatur einwandfrei arbeitet.

Ferner bezweckt die Erfindung, eine Aufhängung für eine Glühdrahtkathode zu schaffen, bei welcher keine elektrischen Kräfte mehr auftreten, welche die Kathode verbiegen könnten.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine Glühdrahtkathode für verhältnismäßig hohe Erregerspannungen nachgiebig ausgebildet, beispielsweise schraubenförmig gewunden und zwischen zwei verhältnismäßig starken und widerstandsfähigen Trägern befestigt. Solche Träger eignen sich auch für die verhältnismäßig hohen Kathodentemperaturen im Betriebe. Die Stärke der Kathodenhalter läßt keine nennenswerte Durchbiegung derselben zu. Die thermische Ausdehnung des Glühdrahtes wird durch die Nachgiebigkeit der gewählten Glühdrahtform aufgenommen.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein spulenförmig aufgewickelter 4-5 Glühkathodendraht in einer rohrförmigen Anode derart befestigt, daß die beiden Enden des Glühdrahtes in zwei Transversalebenen des Anodenrohres liegen und an Glühdrahthaltern befestigt sind, welche über dieselbe Länge wie der Glühdraht parallel zur Längsachse der Anode verlaufen. Diese Anordnung für die Glühdrahthalter bewirkt, daß die auf den Glühdraht durch das Anodenfeld ausgeübten Kräfte gleich groß werden, so daß der Glühdraht nicht durch das Anodenfeld durchgebogen werden kann. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn eine verhältnismäßig hohe Spannung zwischen dem Glühdraht und der Anode liegt und daher verhältnismäßig· starke Kräfte zwischen Glühdraht und Anode auftreten. Wenn nämlich diese Kräfte auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Glühdrahtes nicht-gleich groß sind, wird derGlühdrahfc sich im Anodenfeld durchbiegen oder bewegen.

Die Fig. 1 zeigt eine teilweise im Schnitt gezeichnete Aufsicht einer gemäß der Erfindung ausgeführten Elektronen-Entladungsröhre.

Die Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch die Röhre nach Fig. 1 längs der Schnittebene 2-2 dar und veranschaulicht eine bevorzugte Anordnung der Glühdrahtihalter gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt einen Kolben 10 einer Elektronenröhre, durch deren Sockel 11 die Stromeinführungsdrähte 12, 13 hindurchlaufen.

Innerhalb des Kolbens befindet sich eine oben geschlossene und nach unten offene rohrförmige Anode 14. Die Anode ist an ihrem geschlossenen Ende an einem Einführungsdraht 15 befestigt, welcher nach oben aus der Röhre herausgeführt ist und mit einer Außenklemme 16 in Verbindung steht. '

Ein Glühkathodendraht 17 vorzugsweise von Spulen- oder Schraubenlinienform ist innerhalb der Anode 14 angeordnet und liegt schräg sowohl zur Längsachse der Anode als auch zu eimer Querachse, die senkrecht auf der Längsachse steht. Die Kathode ist auf Haltern oder Stromzuführungsstäben 18, 19 befestigt und kann mit ihren Enden 20, 21 an diese Stäbe angeschweißt werden. Diese Art der Befestigung des Glühdrahtes erlaubt gleichzeitig ein Maximum an Glühdrahtlänge in der Richtung der Längsachse der Anode 14 anzubringen und einen maximalen Abstand. zwischen den Haltestäben 18, 19 einzuhalten. Der Abstand zwischen den Haltestäben darf nämlich dann nicht zu klein sein, wenn der Glühdraht miitt verhältnismäßig hoher Spannung geheizt wird, wenn nicht unerwünschte elektrische Erscheinungen zwischen den Haltesfäben auftreten sollen. Der Haltestab 18 wird- an die Einführungsklemme 13 und der Haltestab 19 an die Einführungsklemme 12 angeschlossen.

Wenn der Glühkathodendraht mit verhältnismäßig hoher Spannung betrieben wird, nimmt er eine entsprechende Temperatur an. Die Haltestäbe 18, 19 werden verhältnismäßig stark ausgeführt, i°5 um auch bei so hohen Temperaturen noch einwandfrei arbeiten zu können. Die Haltestäbe selbst können also nur sehr wenig nachgeben. Sie sind daher nicht in der Lage, an der Expansion und der Kontraktion des Glühdrahtes im ein- und aus^- no geschalteten Zustand teilzunehmen. Da jedoch der Glühdraht selbst in der Weise ausgeführt i'st, daß er seinerseits nachgeben kann, können die Expansion und die Kontraktion ohne weiteres vom Glühdraht selbst aufgenommen werden. Eine mögliche Form für den Glühdraht ist die einer Spule oder S chraubenliniie.

Da wegen der Starrheit der Glühdrahtträger 18, 19 der Glühdraht 17 selbst nachgiebig sein muß, muß auch der Einfluß ungleich' großer Kräfte zwischen dem Glühdraht und der Anode auf die Glühdrahtdutrchbiegung berücksichtigt werden. Derartig ungleich große Kräfte würden dann auftreten, wenn die Glühdrahthalter 18, 19 nur bis zu den .Befestigungsstellen 20, 21 mit dem Glühdraht 17 selbst reichen wurden. In diesem Falle

würde nämlich der Haltes tab i8 die eine Seite des Glühdrahtes gegen die Anode abschirmen. Der Haltestab 19 würde jedoch, da er nur bis zur Befestigungsstelle 21 reichen würde, nirgends zwischen dem Glühdraht und der Anode liegen, und nach dieser Saite hin würde der Glühdraht somit nicht gegen die Anode abgeschirmt sein. Die Anziehungskräfte zwischen der Anode 14 und dieser zweiten Glühdrahtseite würden daher stärker sein als diejenigen zwischen der abgeschirmten Glühdrahtseite und der Anode. Dies würde eine Ausbiegung des Glühdrahtes von dem Halter 18 fort zur Folge haben. Eine derartige Verbiegung ist insbesondere dann bedenklich, wenn der Glühdraht sich auf verhältnismäßig hoher Temperatur befindet, wie sie durch eine hohe Erregerspannung erzeugt wird. Im heißen Zustand ist der Glühdraht nämlich verhältnismäßig schwach, und die Anziehungskräfte nehmen mit zunehmender Heizspannung zu. Infolgedessen kann unter diesen Verhältnissen leicht ein Bruch des Glühdrahtes auftreten.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist der Glühdrahthalter 19 ebenso lang bemessen wie der Haltestab 18. Da beide Stäbe 18 und 19 gleich dick sind, wird auf beiden Saiten des Glühdrahtes die gleiche Abschirmwirkung erzielt. Die Kräfte zwischen dem Glühdraht und der Anode sind daher gleich groß, und es wird somit keine Abbiegung oder Verbiegung des Glühdrahtes eintreten.

Die Kräfte zwischen der Anode und dem Glühdraht werden ferner dadurch gleich groß gemacht, daß der Glühdraht in einer besonderen Weise an den Haltestäben 18 und 19 befestigt wird. Wie in Eig. 2 dargestellt, besitzt der Glühdraht an seinen beiden Enden gerade und parallel zur Achse der Drahtspule 17 verlaufende Enden. Wenn diese Glühdrahtenden in Fig. 2 beide oben oder beide unten an den Stäben 18 und 19 befestigt werden würden, würden die auf den Glühdraht ausgeübten Kräfte sich nicht vollständig aufheben können. Der Glühdraht würde nämlich dann zum großen Teil außerhalb des zwischen den Stäben befindlichen Raumes liegen. Der Glühdraht würde auch nicht symmetrisch zu der durch beide Stäbe verlaufenden Ebene liegen, so daß ein Tail des Glühdrahtes abgeschirmt sein würde, der entsprechende gegenüberliegende Teil jedoch nicht. Dies würde zu einer Störung des Gleichgewichts der Anziehungskräfte zwischen der Kathode und der Anode führen und eine gewisse Ausbiegung des Glühdrahtes zur Folge haben.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird der Glühdraht derart befestigt, daß die Glühdrahtenden 20 und 21 auf entgegengesetzten Saiten der Haltestäbe 18 und 19 angreifen. Dies führt zu einer symmetrischen Lage der Glühdrahtspule gegenüber den Haltestäben und dazu, daß die von beiden Seiten auf die Spule ausgeübten Kräfte gleich groß werden. Man sieht, daß bei dieser An-Ordnung jede auf die Mitte des Glühdrahtes ausgeübte Kraft durch eine in entgegengesetzter Richtung auftretende gleich große Kraft aufgehoben wird. Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung für die Kathodenbefestigung auf den Haltestäben vermindert also die Gefahr der Durchbiegung des Glühdrahtes.

Die erfindungsgemäße Glühdrahtbefestigung hat ferner noch viele weitere Vorzüge. Beispielsweise wird, da die Haltestäbe 18 und 19 gleich lang sind, die Fabrikation merklich vereinfacht. Es brauchen nämlich beim Zusammenbau dann nicht verschiedene Stablängen gewählt zu werden. Vielmehr können beide Haltestäbe in demselben Vorratskasten liegen. Außerdem erhält die Röhre, da die Durchbiegung des Glühdrahtes vermindert ist, eine längere Lebensdauer. Schließlich bleiben auch die elektrischen Eigenschaften der Röhre im Betrieb in höherem Maße konstant, da der Abstand zwischen dem Glühdraht und der Anode besser eingehalten wird.

Wenn auch die Glühdrahtbefestigung gemäß der Erfindung insbesondere bei hoher Spannung zwischen dem Glühdraht und einer weiteren Röhrenelektrode von besonderem Vorteil ist, so ist sie doch auch bei verhälttiiiisinäßig niedrigen Anodenspannungen von Vorteil. Die Durchbiegung des Glühdrahtes bei niedriger Anodenspannung ist zwar nicht so stark wie bei hohen Anodenspannungen, jedoch ist jede Durchbiegung eines Glühdrahtes bei bestimmten Anwendungsmöglichkeiten oder Schaltungen von Elektronenröhren an sich schon bedenklich. Die Erfindung ist also sehr weitgehend anwendbar.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektronen-Entladungsröhre mit einem Kolben, ainer Anode mit einander gegenüberliegenden Wandteilen, zwei Haltedrähten, die von der einen Seite in diesen Kolben eingeführt sind und bis in den Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Anodenwandteilen hineinreichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode diagonal zwischen den Haltedrähten angebracht ist und daß die beiden Haltedrähte in der Axialrichtung der Anode sich ebenso weit erstrecken wie die Kathode, so daß die Kathode durch die Haltedrähte nach beiden Seiten im wesentlichen gleich stark abgeschirmt wird und dadurch die seitliche Ausbiegung der Kathode vermindert wird. ω

2. Elektronen-Entladungsrohre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,- daß die Anode rohrförmig ausgebildet ist und die Kathode und einen Teil der Kathodenhaltedrähte umschließt.

3. Elektronen-Entladungsröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenhaltedrähte parallel zur Achse der Anode verlaufen.

4. Elektronen-Entladungsröhre nach An-Spruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode eine nachgiebige Glühdrahtkathode ist, daß die Haltedrähte starr sind und daß der eine Haltedraht erheblich über die Befestigungsstelle am einen Glühdrahtkathodenende hinausreicht.

5· Elektronen-Entladungsrohre nach Anspruch ι, gekennzeichnet durch eine rohrförmige Anode mit einem offenen, dem Röhrensockel zugewendeten Rohrende, durch eine Glühdrahtkathode, welche sowohl in der Längsrichtung als auch transversal zur Anode verläuft, so daß das aine Kathodenende näher am offenen Anodenende liegt als das andere Glühdrahtende, durch zwei stabförmige Haltedrähte von gleicher Länge, die vom Röhrensockel in die Anode hineinreichen, wobei das eine Kathodenende am Ende des einen Haltestabes und das andere Kathodenende an einem vom Ende entfernten Punkt des anderen Haltestabes befestigt ist, so daß die Kathode durch diese Haltedrähte nach entgegengesetzten. Richtungen abgeschirmt wird, um eine Durchbiegung der Kathode zu vermeiden.

6. Elektronen-Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodendraht die Form einer Spule hat und mit seinen Enden an den Haltestäben befestigt ist, so daß die Kathode in der Längsrichtung nachgeben und sich bei Erwärmung und Abkühlung ausdehnen und zusammenziehen kann.

y. Elektronen-Entladungsrohre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode am einen Ende des Kolbens und die beiden Haltestäbe am entgegengesetzten Ende des Kolbens befestigt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5543 11.