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Braunsche Röhre für Projektionszwecke Es ist bekannt, bei Braunschen
Röhren eine Kühlung des Leuchtschirms anzuwenden, z. B. indem hinter dem Kolbenboden,
der den Leuchtschirm trägt, ein mit Wasser gefüllter Behälter angeordnet wird. Ferner
ist es bekannt, eine metallische Schicht als Unterlage für den Leuchtstoff zu verwenden.
Durch eine solche Metallunterlage kann die Wärmeabfuhr verbessert werden. Auch ist
es ferner bekannt, die Wärmeabfuhr dadurch zu erleichtern, daß die Außenseite der
Metallunterlage geschwärzt wird oder eine Luftrippenkühlvorrichtung wie bei Röntgenröhren
Verwendung findet.
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Derartige Mittel reichen zwar bei normalen Braunschen Röhren zur Kühlung
aus, slie sind jedoch ungenügend, wenn die Röhre ,mit sehr hohen Leistungen betrieben
wird, wie es z. B. bei Projektions-röhren für Fernsehzwecke der Fall ist. Hinzu
kommt, daß bei solchen Projektionsröhren in der Regel nur ein kleines Bild erzeugt
wird, welches erst bei der Projektion auf die gewünschte Größe gebracht wird. Bei
gleicher Strahlleistung ist aber die auf die Flächeneinheit des Leuchtschirms auffallende
Belastung um so größer, je kleiner das erzeugte Bild ist.
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Während die Kühlung bei anderen Entladungsröhren hauptsächlich zum
Schutze der Röhre vor Zerstörung angewendet wird, ergibt sie bei Braunschen Röhren
außerdem einen Schutz des Leuchtschirms, und zwar sowohl vor vorübergehenden Verbrennurigen,
d.
h. solchen, von :denen sich der Schirm nach einer Arbeitspause wieder von selbst
erholt, als auch vor bleibenden Verbrennungen. Weiterhin ist mit der Kühlung eine
Steigerung :des Wirkungsgrades verbunden; denn die Banden der Leuchtsubstanz, deren
oberer Momentanzustan:d niedrig liegt, werden :durch Temperatursteigerung über den
oberen Momentanzustand hinaus ausgelöst. Es hat also jede Erhitzung über den oberen
Momentanzustand hinaus einen Helligkeitsverlust zur Folge.
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Durch geeignete Wahl der Kühltemperatur und der Leuchtsubstanz kann
man ferner jegliches Nachleuchten vermeiden, indem man nämlich die Temperatur so
wählt, daß sie dem unteren Momentanzustand der Leuchtsubstanz entspricht. Bei Verwendung
von ungesättigten Siliziumverb:indungen als Leuchtstoff ist außerdem.. eine wesentliche
Helligkeitssteigerung zu erreichen. Denn es .ist bekannt"daß diese in der Kälte
um vieles heller sind als bei gewöhnlicher Temperatur.
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Bei den erwähnten bekannten Arten der Kühlung besteht der Nachteil,
,daß die auf dem Schirm erzeugte Wärme nur durch :die aus Glas bestehende und infolgedessen
schlecht wärmeleitende Röhrenwand nach außen abfließen kann. Diese Glaswund ist
unerläßlich, wenn der Schirm von der einen Seite vom Kathodenstrahl getroffen und
von der entgegengesetzten Seite betrachtet wird.
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Die erfindungsgemäße Braunsche Röhre für Projektionszwecke ist als
zylindrischer Glaskörper ausgebildet, :der an einem Ende durch ein ebenes Lichtaustrittsfenster
abgeschlossen ist, während am anderen Ende eine zugleich einen Teil der Röhrenwandung
bildende, auf der Rückseite gekühlte, mit dem Glaszylinder verschmolzene Metallkappe
vorgesehen ist, deren Boden die Leuchtsubstanz trägt. Die Erzeugung des Kathodenstrahls
und seine Ablenkung erfolgen hierbei in einem seitlichen Ansatz des Zylinders, :dessen
Durchmesser wesentlich geringer als der Durchmesserdes Zylinders ist.
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Bei einer bekannten Braunschen Röhre ist der Leuchtschirm auf einer
Metallplatte aufgebracht, die sich in einem kugelförmigen Ansatz eines zylindrischen
Rohres befindet, wobei der Durchmesser der Kugel beträchtlich größer als :der Durchmesser
des Rohres ist. Die Metallplatte ist dabei um q.5° zur Achse des Rohres geneigt.
Eine solche Röhre läßt weder eine einwandfreie Kühlung zu, noch ist eine optisch
einwandfreie Projektion des Leuchtschirmbildes-möglich. Außerdem ,dürften erhebliche
Schwierigkeiten bei der Montage.d:es Metallschirms in der Röhre auftreten. Im Gegensatz
hierzu ist bei der erfindungsgemäßen Braunschen Röhre die Aden Leuchtschirm tragende
Metallplatte so angeordnet, daß sie in ganz bequemer Weise von außen gekühlt werden
kann. Dabei braucht man aber nicht von den für die Herstellung bequemen Glasröhren
abzugehen und dafür Ganzmetallröhren zu verwenden, sondern es wird der den Leuchtschirm
tragende :Metallkörper mit der in üblicher Weise aus Glas bestehenden Braunschen
Röhre verschmolzen. Hierbei tritt noch besonders vorteilhaft in Erscheinung, daß
einzylindrischer Glaskörper Verwendung findet, der fertig beziehbar ist und einen
bequem zu bearbeitenden Ausgangskörper darstellt im Gegensatz zu der bekannten IKL.ugelform.
Die Vorteile oder Verwendung von Glasgefäßen z. B. für das Anbringen von Ansätzen,
dlie das Strahlerzeugungssystem enthalten, behält man a15o bei und hat dennoch die
Möglichkeit, eine bequeme Kühlung vorzunehmen. Ein besonderer Vorteil liegt :darin,
:daß statt der gekannten Metallplatte eine Metallkappe verwendet wird.
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Auch die optischen Verhältnisse bestalten sich bei der erfindungsgemäßen
Röhre besonders günstig. Der Leuchtschirm bildet den Abschluß eines zylin-,drischen
Teils des Vakuumraumes, der an seinem anderen Ende durch das Lichtaustrittsfenster
begrenzt wird. Leuchtschirm und Lichtaustrittsfenster stehen sich parallel gegenüber
.als Grund- und Deckfläche eines zylindrischen Raumes und sind somit senkrecht zur
optischen Achse -der Röhre angeordnet. Die hiermit zu erreichenden Vorteile, nämlich
die Verzerrungsfreiheit und die Möglichkeit der Verwendung kurzbrennweitiger Projektionsobjektive,
sind für die praktische Verwertbarkeit der Projektionsröhre von ausschleggebender
Bedeutung. Bei der erfindungsgemäßen Projektionsröhre sind alle Forderungen bezüglich
leichter Herstellbarkeit, -Bietriebs.sicherheit und langer Lebensdauer erfüllt.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Röhre bildet die Metallplatte
den Abschluß einer becherartigen Einschmelzung Ader Röhrenwandung zum Vorbeiführen
des Kühlgases oder der Kühlflüssigkeit bzw. zur Füllung mit der Kühlflüssigkeit.
Die Wände der bechenartigen Einschmelzung werden :dabei zweckmäßig nach Art eines
Dewargefäßes vakuumseitig verspiegelt. Als Kühlmittel kann flüssige Luft dienen.
Die als Träger der Leuchtsubstanz dienende Metallkappe trägt vorzugsweise eine Zn
ischenschicht, beispielsweise aus Aluminum oder Platin, die von der Leuchtmasse
nicht angegriffen wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In ,der
Röhre i isst in einem Seitenarm 2 ein Strahlerzeugungssystem 3 angeordnet, von welchem
der Strähl schräg auf den Leuchtschirm q. trifft. Das dort erzeugte Bild wird mit
einer Optik 5, die vor einem ebenen Fenster io angeordnet ist, auf den nichtdargestellten
Betrachtungsschirm geworfen. Zur Ablenkung des Strahls :dienen zwei Magnetspulenpaure
i i und i2, die den Röhrenansatz 2 umschließen. Als Anode kann gegebenenfalls ein
leitender Wandbelag verwendet werden, der den zylindrischen Teil der Röhre i ganz
oder teilweise bedeckt und sich in den Ansatz :2 hineinzieht. Der Leuchtschirm d..ist
unmittelbar auf einem Metallkörper 6 angebracht, ,der :bei 7 mit einem Glasteil
der Röhre verschmolzen ist. An diesem Metallteil ist eine Kühlvorrichtung befestigt,
die aus zwei konzentrischen Ruhren 8 und 9 besteht. Das innere Rohr, 8 dient als
Zuführung für eine Kühlflüssigkeit oder für ein Gas und mündet dicht vor der rückwärtigen
Fläche des Metallteils 6. Das Kühlmittel strömt dann radial nach allen Seiten an
dieser
Fläche vorbei und fließt durch das äußere Rohr 9 wieder ab.
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Als Kühlmittel kann Wasser verwendet werden. Es besteht dann allerdings
der Nachteil, daß sich die ganze Kühlvorrichtung auf Anodenpotential befindet, was
bei sehr Hohen Betriebsspannungen unter Umständen gefährlich ist. Bei Verwendung
von öl als Kühlmittel fällt diese Schwierigkeit fort. Bei Gaskühlung kann z. B.
mit Ammoniak gearbeitet werden.
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Selbstverständlich kann .statt einer umlaufenden eine stehende Flüssigkeit
zur Kühlung dienen. In diesem Fall ist,die Verwendung von Eis oder einer Kältemischung
oder sogar flüssiger Luft möglich. B.ei Verwendung von flüssiger Luft ist es vorteilhaft,
die Außenöffnung des Bechers zur Verhinderung einer unnötigen Verdunstung klein
zu machen. Zu diesem Zweck wind man die den Becher bildende Röhre am oberen Ende
etwas verjüngen. Zweckmäßig wird auch eine Erwärmung durch Strahlung, die durch
-die Glaswand eintritt, dadurch verhindert, daß die Glaswand innen verspiegelt wird.
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Der Metallkörper 6 kann im Bedarfsfall aus verschiedenen Körpern zusammengesetzt
sein, da er verschiedenen Anforderungen genügen muß, die zum Teil einander entgegenlaufen.
An der Stelle 7 muß der Metallkörper aus einem Stoff bestehen, der sich gut mit
Glas verschmelzen läßt. Dort, wo er die Leuchtsubstanz trägt, muß er ein möglichst
gutes Wärmeleitvermögen haben. Außerdem darf er .im Vakuum kein Gas abgeben. Er
darf ferner beim Ausheizen der Röhre keine Verbindung mit der Leuchtsubstanz eingehen.
Während gewisse Phosphore in dieser Hinsicht wenig empfindlich sind und unbedenklich
auf die meisten Metalle aufgebracht werden können, hat sich herausgestellt, daß
besonders die hochgezüchteten Fernsehleuchtstoffe nur bei wenigen Metallen stabil
bleiben. Aluminium und Platin jedoch wurden in fast allen Fällen als für die Unterlage
geeignet befunden.
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Der Metallkörper 6 kann bei Verwendung von besonders geeigneten Phosphoren
einseitig aus Kupfer bestehen, dtias die Wärme gut leitet und mit Glas verschmelzbar
ist. Bei Verwendung von empfindlichen Phosphoren, z. B. Sulfiden, ist ein Kupferteil
mit einer Platin- oder Aluminiumoberfläche zweckmäßig. Der Kupferkörper kann an
der Ve-rschmelzungsstelle 7 gegebenenfalls in eine andere Substanz, z. B. Chromeisen,
übergehen.
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Die Röhre wird zweckmäßig aus zwei Teilen. hergestellt. Zunächst wird
der obere Teil mit dem Fenster io und .dem Ansatz 2 für sich hergestellt, ebenso
der untere Teil mit der Einschmelzung 7. Beide werden dlann etwa bei 17 miteinander
verschmolzen. Falls der Schirm ausgewechselt werden soll, kann die Glaswand unterhalb
der Stelle 7 aufgesprengt und dann mit einem neuen Ansatzstück verschmolzen werden.
Unter Umständen kann der Metallkörper 4 aus der Einstülpurng herausgeführt und um-gebogen,
sein, so @daß er einen Teil der zylindrischen Außenwand der Röhre bildet.