DE946247C - Mittelbar geheizte Gluehkathode fuer elektrische Entladungsgefaesse - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 26. JULI 1956

E 8937 VIII c j 21g

(Großbritannien)

ist in Anspruch, genommen

Die Erfindung betrifft eine mittelbar geheizte Glühkathode für elektrische Entladungsgefäße und befaßt sich insbesondere mit dem Einbau der Brenner in solche Kathoden.

Bei einer bekannten Ausführung einer mittelbar geheizten Kathode ist ein drahtförmiger Brenner mit einem anhaftenden Überzug aus Isolierstoff vorgesehen, und dieser wird dann in ein Nickelröhrchen eingesetzt, das an seiner Außenseite mit einem Überzug aus einem Elektronen abgebenden Stoff versehen ist. Die isolierten Brenner solcher Kathoden müssen so bemessen sein, daß sie leicht in das Kathodenröhrchen eingeführt werden können, ohne den Isolierüberzug zu beschädigen, und dies führt dazu, daß gewöhnlich ein beträchtlicher Zwischenraum zwischen der Wand des Kathodenröhrchens und dem Brenner vorhanden ist.

Wenn Kathoden dieser Art in Einrichtungen Verwendung finden, in denen starke elektrische Kräfte zwischen dem Kathodenröhrchen und dem ao Brenner wirksam sind, z. B. in Hochspannungsgleichrichtern, oder wenn die Einrichtung mechanischen Erschütterungen ausgesetzt wird, schwingt der Brenner in dem Kathodenröhrchen, und eine solche Schwingung kann eine Zerstörung der Brennerisolation durch Abblättern herbeiführen.

Es sind bereits mittelbar geheizte Kathoden bekannt, die einen den Innenraum des Kathoden-

röhrchens völlig ausfüllenden, den Heizstrom umschließenden Isolierkörper enthalten. Solche Kathoden sind wärmeträge und haben eine lange Anheizzeit; sie entsprechen deshalb nicht den neuzeitlichen Anforderungen. Wenn die Isolierkörper wirklich stramm in die Kathodenröhrchen passen sollen, sind außerdem enge Toleranzen erforderlich und das Einführen der Isolierkörper in die Kathodenröhrchen gestaltet sich schwierig.
ίο Eine bekannte Ausführung von Brennern für trägheitsarme Kathoden ist der sogenannte Faltbrenner, der aus einem im Zickzack gebogenen isolierten Heizdraht besteht. Solange der Faltbrenner noch nicht auf Glühtemperatur erhitzt worden ist, federn seine Schenkel ein wenig auseinander. Die Federkraft ist zwar, vor allem bei dünnen Heizdrähten, gering, erfordert aber doch einige Sorgfalt beim Einführen der Brenner in das Kathodenröhrchen, damit der Isolierüberzug des Heizdrahtes nicht beschädigt wird. Bei Erwärmung und infolge der durch sie bewirkten Änderung des Kristallgefüges nimmt die Federkraft ab, 'so daß der Faltbrenner sich nicht durch Anpressen an die Innenwand des Kathodenröhrchens selbst festhalten kann und bei Erschütterungen sowie unter dem Einfluß elektrischer Feldkräfte die gefürchteten Kratzgeräusche hervorbringt oder nach Beschädigung der Isolierschicht sogar eine metallische Berührung zwischen dem Kathodenröhrchen und dem Heizdraht zustande kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zum Einbau von Brennern in Kathodenröhrchen vorzusehen, durch welche eine auf elektrische oder mechanische Kräfte zurückzuführende Bewegung des Brenners im Kathodenröhrchen wesentlich gehemmt oder unterdrückt wird.

Erfindungsgemäß wird eine mittelbar geheizte Glühkathode für elektrische Entladungsgefäße mit einem Brenner, der aus 'einem mit einer Isolierschicht überzogenen Draht besteht und innerhalb eines Kathodenröhrchens -lose angeordnet ist, mit wenigstens einem Federglied ausgestattet, das zwischen dem Brenner und der Innenwand des Kathodenröhrchens so angeordnet ist, daß es Schwingungen des Brenners praktisch unterdrückt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden verschiedene Kathodenformen, welche die Erfindung verkörpern, an Hand ,der Zeichnung beschrieben, in welcher

Fig. ι eine mittelbar geheizte Kathode gemäß der Erfindung, :

Fig. 2 einen Querschnitt durch die in der Fig. 1 dargestellte Kathode,

Figi 3 die Einzelteile einer abgewandelten Kathodenfofm und

"' Fig^ 4 die Lage der verschiedenen Teile von Fig.3 nach dem Zusammenbau zeigen.

In Fig." ι ist eine mittelbar geheizte Kathode gemäß der Erfindung dargestellt mit einem Kathodenröhrchen 1 aus Nickel, dessen Außenseite in an sich bekannter Weise mit einem Elektronen emittierenden Stoff überzogen ist. Innerhalb des Kathodenröhrchens ι ist ein Brenner 2 angeordnet, der sich über seine ganze Länge erstreckt. Der Brenner 2 wird in bekannter Weise hergestellt durch Falten eines gewendelten Drahtes 3, der die erforderlichen Widerstandseigenschaften besitzt, zu einer Haarnadel- oder U-Form und durch Überziehen desselben mit einer Schicht aus einem Isolierstoff, wie Aluminiumoxyd. Das Auftragen der Isolierschicht erfolgt vorzugsweise nach einem kataphoretischen Verfahren. Nach dieser Formung hat der Brenner einen hanteiförmigen Querschnitt, wie Fig. 2 erkennen läßt, und nach dem Sintern ist er auf seiner ganzen Länge verhältnismäßig steif und hat solche Abmessungen, daß er in das Kathodenröhrchen ι frei eingesetzt werden kann. Um das von einer elektrostatischen Kraft oder mechanischen Erschütterung herrührende Schwingen des Brenners gegen die Wand des Kathodenröhrchens 1 während des Betriebes des Elektronen-Entladungsgefäßes, in welchem die Kathode verwendet wird, zu verhüten, ist ein Federglied 4 zwischen der Innenwand des Kathodenröhrchens und dem überzogenen Brenner 2 so angeordnet, daß es ihn praktisch auf seiner ganzen Länge gegen die Innenwand des Kathodenröhrchens ι drückt.

Das Federglied 4 kann aus einem Wolframdraht von 0,1 mm Durchmesser hergestellt und so geformt werden, daß es in der Längsrichtung mit einer Anzahl von Wellen versehen wird. Ein solches Federglied 4, das dieselbe Gesamtlänge wie der überzogene Brenner 2 hat, wird vorzugsweise zugleich mit dem Brenner 2 in das Kathodenröhrchen 1 in solcher Lage eingesetzt, daß die Scheitel der Wellen abwechselnd mit dem Brenner 2 und der Innenwand des Kathodenröhrchens 1 in Eingriff kommen. Da der Brenner 2 — wie vorhin erwähnt — hanteiförmig ausgebildet ist, bietet die an der schmälsten Stelle gebildete Rinne einen bequemen too Platz für diejenigen Teile des Federgliedes 4, die mit dem Brenner 2 in Berührung stehen.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß ein Wolframdraht, der so gewellt ist, daß er auf einer Länge von etwa 32 mm sieben Buckel aufweist, sich in ein Kathodenröhrchen 1 von 32 mm Länge derart einsetzen läßt, daß drei Buckel mit der Innenwand des Kathodenröhrchens 1 und vier Buckel mit der Isolation des Brenners 2 in Berührung kommen. ία ο

In einer Abwandlung kann das Federglied 4 aus einem zu einer Wendel von geeignetem Durchmesser und mit einem großen Abstand zwischen den einzelnen Windungen geformten Draht bestehen, so daß etwa vier oder fünf Windungen die ganze Länge des Kathodenröhrchens 1 einnehmen; es wird in das Kathodenröhrchen 1 in ähnlicher Weise, wie vorhin beschrieben, eingesetzt.

Statt die obenerwähnten Federglieder 4 aus Draht herzustellen, können sie audh aus Bändern geformt werden. Falls gewünscht, können in jedem Kathodenröhrchen ι auch mehr als ein Federglied 4 vorgesehen werden, z. B. kann ein Paar solcher Federglieder 4 in der Weise angeordnet werden, daß sie an gegenüberliegenden Seiten der schmälsten Stelle des hanteiförmigen Brenners 2 angreifen und da-

durch den Brenner in der Mitte des Kathodenröhrchens ι halten.

Eine weitere Abwandlung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Fig. 3 zeigt die Einzelteile einer mittelbar geheizten Kathode mit einem Brenner 2, einem Kathodenröhrchen 1 und einem Drahtstück 5, an dem ein verhältnismäßig großer, an dem Brenner angreifender Teil 6 befestigt ist. Das Kathodenröhrchen ι ist an einem Ende mit einem Ansatz 7 versehen, der als getrennt hergestellter und an das Röhrchen 1 angeschweißter Teil dargestellt ist, aber auch mit ihm aus einem Stück bestehen kann.

Beim Zusammenbau der Kathode wird das Ende des Drahtstückes 5 an den Ansatz 7 so angeschweißt, daß der Teil 6 sich in der Nähe der Innenwand des Kathodenröhrchens 1 befindet, und dann wird der Brenner, wie Fig. 4 erkennen läßt, eingeführt und der Ansatz 7 so gebogen, daß er den Teil 6 mit dem Brenner 2 ungefähr in der Mitte seiner Längenabmessung in Eingriff bringt und ihn dadurch gegen die Innenwand des Kathodenröhrchens 1 drückt.

Der Teil 6 wird vorzugsweise mit einer schwachen Krümmung versehen, damit er mit der schmälsten Stelle des Brenners 2 gut in Eingriff kommt; seine Abmessungen sollen jedoch so klein wie möglich sein, damit er nicht die entfernte Wand des Kathodenröhrchens ι gegen die vom Brenner 2 abgestrahlte Wärme abschirmt.

Mittelbar geheizte Kathoden, die in der oben angegebenen Weise aufgebaut sind, eignen sich besonders für die in Höchstspannungs-Verstärkungsschaltungen für Fernsehempfänger verwendeten Röhren mit hoher Strombelastung, jedoch können solche Kathoden auch in anderen Entladungs- -gefäßen Verwendung finden, bei denen es darauf ankommt, daß das Schwingen des Brenners innerhalb des zugeordneten Kathodenröhrchens auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Mittelbar geheizte Glühkathode für elektrische Entladungsgefäße mit einem Brenner, der aus einem mit einer Isolierschicht überzogenen Draht besteht und innerhalb des Kathodenröhrchens lose angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Federglied (4) zwischen dem Brenner (2) und der Innenwand des Kathodenröhrchens (1) so angeordnet ist, daß es Schwingungen des Brenners praktisch unterdrückt.
2. 2. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied wellenförmig ausgebildet und in dem Kathodenröhrchen so angeordnet ist, daß einige Buckel mit dem Brenner und andere Buckel mit der Innenwand des Kathodenröhrchens im Eingriff stehen.
3. 3. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied aus einem Stück (5) eines biegsamen Werkstoffes besteht, das an der Wand des Kathodenröhrchens so verankert ist, daß sein freies Ende auf den Brenner ungefähr in der Mitte seiner Länge einen Druck ausübt.
4. 4. Glühkathode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodenröhrchen (1) an einem Ende mit einem Ansatz (7) versehen und das Federglied (5) durch Befestigung an diesem Ansatz so verankert ist, daß der Ansatz nach dem Einbau des Brenners in das Kathodenröhrchen biegbar ist und das freie Ende des Federgliedes dann einen Druck auf den Brenner ausübt.
5. 5. Glühkathode nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Federgliedes (5) mit einem breiteren Teil (6) versehen ist, so daß die Berührungsfläche mit dem Brenner verhältnismäßig groß ist.
6. 6. Glühkathode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Federglieder vorgesehen sind, welche an gegenüberliegenden Seiten des Brenners angreifen und ihn in der Mitte des Kathodenröhrchens halten.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 701 614, 755099; österreichische Patentschrift Nr. 136790;
   USA.-Patentschrift Nr. 2498455.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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