DE907677C

DE907677C - Unmittelbar geheizte, aus zwei in einer gemeinsamen Zylinderflaeche liegenden Wendeln bestehende Kathode

Info

Publication number: DE907677C
Application number: DEA11783D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Ziegenbein
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-10-09
Filing date: 1938-10-09
Publication date: 1954-03-29

Description

Unmittelbar geheizte, aus zwei in einer gemeinsamen Zylinderfläche liegenden Wendeln bestehende Kathode Es sind bereits unmittelbar geheizte Kathoden bekannt, bei denen mehr als drei im Innern befindliche Stromzuführungsstellen vorgesehen sind. Diese bekannten Kathoden bestehen aus einer Wendel, die um die als Stromzuführungen dienenden Halterungen herumgeführt und durch Einkerben oder Anschweißen an sämtlichen Halterungen befestigt sind. Bei diesen bekannten Kathoden verursacht die abkühlende Wirkung der Stromzuführungen, daß die Kathode in der Nähe der Stromzuführungen nicht oder nur schlecht emittiert.
Ferner sind bereits unmittelbar geheizte Kathoden bekannt, welche aus zwei in einer gemeinsamen Zylinderfläche liegenden Wendeln bestehen, deren einzelne Windungen in Achsenrichteng abwechselnd hintereinander angeordnet sind. Diese Kathoden sind jedoch nicht an im Innern befindlichen, als Stromzuführungen dienenden Halterungen befestigt. Damit ist die Steifigkeit dieser bekannten Kathoden verhältnismäßig gering. Es könnte nun daran gedacht werden, bei solchen Kathoden im Innern wenigstens zwei Halterungsstreben vorzusehen. Dann würden allerdings die Wärmeableitungsverluste an den Befestigungsstellen an den Halterungsstreben bedingen, daß die Kathode ungleichmäßig emittiert.
Die Erfindung liefert nun eine unmittelbar geheizte, aus zwei in einer gemeinsamen Zylinderfläche liegenden Wendeln, deren einzelne Windungen in Achsenrichtung abwechselnd hintereinander angeordnet sind, bestehende Kathode, bei der die obenerwähnten Nachteile vermieden sind. Nach der Erfindung sind. mehr als :drei im Innern befindliche Stromzuführungsstellen vorgesehen, und die beiden Wendeln sind an verschiedenen als Stromzuführungen dienenden Halterungen derart befestigt, daß die Windung, die an einer Stromzuführung befestigt ist, zu einer anderen Wendel gehört als die benachbarte. Durch diese Ausführung der Kathode wird erreicht, daß die Abkühlung an den Stromzuführungsstellen durch die Erhitzung durch die nebenliegenden stark erhitzten Windungen weitgehend ausgeglichen wird, so daß eine praktisch gleichmäßige Emission der Kathode erhalten wird.
In der Abbildung ist in zum Teil schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Die Abbildung zeigt eine sogenannte doppelgängige Wendel, die aus den Teilwendeln 2o und 21 besteht. Jede Teilwendel wird von zwei Streben, die die Stromzuführung bilden. getragen. Für die Wendel 2o sind dies die Streben 22 und :23 und für die Wendel 21 die Streben 24 und 25. Im dargestellten Beispiel werden die Teilwendeln nach jeder halben Windung gehalten. Die den beiden Teilwendeln zugeordneten Streben liegen in Ebenen, die aufeinander senkrecht stehen. Diese Bedingungen brauchen aber keinesfalls erfüllt zu sein. Je nach der zur Verfügung stehenden Heizspannungsquelle ist es vorteilhafter, die Teilwendeln in Reihen- oder Parallelschaltung zu heizen.
Bei großen Wendeldurchmessern lassen sich noch Streben anbringen, die nur als Stützen dienen oder auch als weitere Stromzuführungen. Die Streben können auch bandförmig ausgebildet werden. Diese Ausbildung setzt die Induktivität der Zuleitungen herab, was besonders beim Betrieb mit kurzen Wellen und bei der Erzeugung großer Leistungen von Vorteil ist. Für diese Zwecke ist die Erfindung besonders geeignet.
Die Kathode nach der Erfindung hat außer der gleichmäßigen, hohen Emission eine große Steifigkeit. Die benachbarte Elektrode kann daher sehr dicht an die Kathode herangerückt werden. Die Steifigkeit der Wendel kann durch Verwendung von thori:ertem W'ol'framdraht für .die Wendel noch weitergesteigert werden. Thoriertes Wolfram besitzt bei der Emissionstemperatur noch eine genügende Festigkeit.
Die Wendel kann an den Stützen angeschweißt «-erden. Die Befestigung der Wendel an den Haltestreben kann auch auf andere Weise vorgenommen «-erden; insbesondere lassen sich Verfahren anwenden, die zur Herstellung von Wickelgittern gebräuchlich sind. Es können z. B. die Halter mit Einkerbungen versehen sein, in die die Wendel eingelegt und durch Umpressen der zwischen den Kerben hervorstehenden Spitzen festgehalten wird. Die Befestigung der Wendel an den Trägern kann zweckmäßig auch unter Zwischenlage von Metallstücken erfolgen. Es werden also beispielsweise die Vorsprünge der Streben, an denen sich die Befestigungspunkte befinden, durch Aufschweißen von Metallstücken hergestellt. Der Durchmesser der Wendel beträgt zweckmäßig ein Mehrfaches der Wendelsteigung. Die Steigung kann insbesondere zwischen dem Zwei- und dem Zwölffachen des Wink eldrahtdurchm@essers variieren.
Da sich die Haltestreben im Innern der Wendel befinden,, werden sie durch diese angestrahlt und erwärmen sich. Dazu kommt noch die Erwärmung durch den hindurchfließenden Heizstrom. Die Erwärmung kann so weit getrieben werden, daß die Wärmeableitung durch die Halteteile nur gering ist und eine gewünschte, möglichst gleichmäßige Verteilung der Temperatur längs der gesamten Wendel erzielt wird. Dies läßt sich noch vollkommener dadurch erreichen, daß die Halteteile konisch ausgebildet werden oder entsprechend der Strombelastung nach ihren Enden zu stufenartig auf geringere Querschnitte verjüngt sind. An den anderen Enden der Streben werden zweckmäßig schlechte Wärmeleiter angebracht; es kann auch das untere Stück der Haltestreben aus einem Material schlechter Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Nickeleisen, hergestellt sein.
Bei Kathoden von ganz großen Leistungen kann die Erwärmung der Halteteile unerwünscht hohe Werte annehmen. Es besteht dann die Gefahr, daß sich die stark erwärmten Träger unter dem Gewicht der Wendel deformieren, und es werden in diesem Falle Vorrichtungen zur Kühlung der Halteteile notwendig. Die Kühlung kann durch Anbringen von wärmeabstrahlenden Flächen oder durch strömende Kühlflüssigkeiten vorgenommen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Unmittelbar geheizte, aus zwei in einer gemeinsamen Zylinderfläche liegenden Wendeln, deren einzelne Windungen in Achsenrichtung abwechselnd hintereinander angeordnet sind, bestehende Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als drei im Innern der Wendeln befindliche Stromzuführungsstellen vorgesehen sind und -daß -weiterhin die beiden Wendeln an verschiedenen als Stromzuführungen dienenden Halterungen derart befestigt sind, daß die Windung, die an einer Stromzuführung befestigt ist, zu einer anderen Wendel gehört als =di-e benachbarte.
2. Kathode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln mindestens nach jeder halben Windung gestützt sind.
3. Kathode nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendeldurchmesser ein Mehrfaches der Wendelsteigung beträgt. d..
Kathode nach einem der Ansprüche i his 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendeln das Zwei- bis Zwölffache des Wickeldrahtdurchmessers beträgt.
5. Kathode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln .aus Wolfram oder thoriertem Wolfram bestehen.
6. Kathode nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß außer den die Stromzuführungsstellen aufweisenden Haltestreben noch weitere nicht zur Stromzuführung dienende Streben vorgesehen sind, an denen die Wendeln vorzugsweise isoliert befestigt sind.
7. Kathode nach Anspruch i oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln unmittelbar an den Haltestreben durch Einpressen oder Anschweißen befestigt sind. B.
Kathode nach Anspruch i oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Wendeln an den Haltestreben unter Zwischenlage von Metallstücken erfolgt.
9. Kathode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Stromzuführung dienenden Haltestreben zwischen den verschiedenen Befestigungsstellen der emittierenden Fäden entsprechend der durch den Heizstrom bedingten verschiedenen Strombelastung beispielsweise stufenartig verjüngt sind. io. Kathode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der nicht verjüngten Teile der Haltestreben aus schlecht wärmeleitendem Werkstoff Testehen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 566 993; britische Patentschriften Nr. 42-a 694, 478 373.