DE961642C - Elektrodenaufbau fuer elektrische Entladungsroehren, insbesondere fuer das Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Elektrodenaufbau für elektrische Entladungsröhren, der aus mindestens zwei mit Hilfe eines elektrisch isolierenden Kittes befestigten Elektroden besteht, insbesondere für das Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahlröhre.

Derartige Systeme enthalten üblicherweise eine Kathode und eine oder mehrere vor der Kathode angeordnete Elektroden, die in genau vorbestimmtem Abstand zueinander angeordnet sind und auf diese Weise eine bauliche Einheit miteinander bilden.

Es ist bisher üblich, diese Elektroden entweder dadurch zusammenzubauen, daß sie auf einem Träger angeordnet werden, der aus Isolierstäben besteht, die ihrerseits parallel zu der Achse der Anordnung angeordnet sind. Oder der Zusammenbau erfolgt derart, daß die Elektroden mit Hilfe von zwischen den Elektroden angeordneten Isolierscheiben aneinander befestigt werden.

Ein derartiger Aufbau, der zwar im allgemeinen befriedigend arbeitet, ist schwierig herzustellen, insbesondere dann, wenn ein genauer Abstand zwischen den Elektroden verlangt wird. Ein wei-

terer Nachteil dieses Aufbaues besteht darin, daß eine verhältnismäßig große Menge von Isoliermaterial verwendet wird, aus dem schädliche Gase während des Arbeitens der Anordnung austreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektrodenaufbau einfacherer Konstruktion anzugeben und dabei nur verhältnismäßig wenig Isoliermaterial zu verwenden. Dabei wird von dem bekannten Verfahren Gebrauch gemacht, das darin besteht; daß zur Befestigung aller oder einzelner Elektroden ein elektrisch isolierender Kitt benutzt wird.

Gemäß der Erfindung sind an die eine Elektrode, vorzugsweise in symmetrischer Verteilung, aus metallischem Werkstoff bestehende Arme angelenkt, die in in der anderen Elektrode vorgesehene, entsprechende Öffnungen derart eingekittet sind, daß sie die beiden Elektroden, ohne sie elektrisch leitend so miteinander zu verbinden, in einem vorgesehenen gegenseitigen Abstand halten.

Hierdurch ist man nunmehr in der Lage, auch ineinander angeordnete Elektroden in genauem gegenseitigem Abstand isoliert voneinander zu halten.

Gemäß einer Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird eine Methode für den Zusammenbau der Elektroden zu einer Einheit angegeben, und zwar unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung, die die Elektroden in dem vorgeschriebenen Abstand voneinander halten, wobei anschließend die Befestigung mit Hilfe des bereits erwähnten isolierenden Kittes erfolgt.

Zur Erläuterung der beschriebenen Anordnung sind in der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele für ihre Anwendung bei der Konstruktion eines Elektronenstrahlerzeugungssystems angegeben. Die Abb. ι und 2 zeigen eine Anordnung mit zwei

Elektroden, wobei die Abb. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Abb. 1 darstellt;

Abb. 3 stellt ebenfalls einen Schnitt durch diese Anordnung und der für den Zusammenbau vorgesehenen Hilfsvorrichtung dar; in den

Abb. 4 und 5 ist ein System mit drei Elektroden wiedergegeben, wobei Abb. S einen Schnitt entlang der Linie B-B der Abb. 4 darstellt; in den

Abb. 6 und 7 sind schließlich eine Ansicht und ein Schnitt einer weiteren Vorrichtung dargestellt, die für den Zusammenbau gewisser Elektroden einer Dreielektrodenanordnung vorgesehen ist.

In der Regel enthält ein Elektronenstrahlerzeugungssystem, das für eine als Triode ausgebildete Kathodenstrahlröhre vorgesehen ist — z. B. für Sendung oder Empfang von Fernsehbildern —, eine Kathode zur Erzeugung eines Elektronenstrahls .und eine davor angeordnete Elektrode, die von der Kathode einen bestimmten Abstand besitzt und die dazu dient, die Intensität des aus der Kathode austretenden Elektronenstrahls zu steuern. Eine solche Anordnung ist in dem Entladungsgefäß der Röhre untergebracht. Das Entladungsgefäß ist mit einer leitenden Oberfläche auf seiner Innenwand versehen, die als Anode wirkt und die Aufgabe hat, die Elektronen, die von der Steuerelektrode gesteuert werden, zu beschleunigen, so daß sie auf dem Fluoreszenzschirm, der ebenfalls innerhalb der Röhre angeordnet ist, auftreffen.

Gemäß dem in den Abb. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine indirekt geheizte Kathode ι vorgesehen. Sie besteht aus einer Nickelhülse von 12,7 mm Länge, die an einem Ende geschlossen ist. Die äußere Oberfläche dieses geschlossenen Endes ist in bekannter Weise mit Elektronen emittierendem Material belegt. Etwa in der Mitte der äußeren Oberfläche der Kathodenhülse 1 sind z. B. durch Anschweißen radiale Arme 2 befestigt, die aus Metall, z. B. aus Molybdän, bestehen.

In der in der Abbildung dargestellten Konstruktion sind drei derartige Arme 2 vorgesehen, und diese Arme bestehen aus Draht von 0,25 mm Durchmesser. Sie sind derart an der Kathodenhülse ι angeschweißt, daß sie unter einem gegenseitigen Winkel von 120⁰ radial zu der Achse der Kathodenhülse verlaufen. Die freien Enden dieser Arme 2 sind gewinkelt und haben beispielsweise die Form eines Hakens 3, dessen Zweck noch später erläutert werden soll. An dem einen dieser Arme 2 ist eine dünne Leitung 4 aus Nickel befestigt, die für das zusammengebaute System die Zuführungsleitung für die Kathode 1 darstellt. Die Steuerelektrode ist aus korrosionsfestem Stahl hergestellt und besteht aus zwei Teilen, einem zylindrischen Rohr 5 von 12,7 mm im Durchmesser und 25,4 mm Länge mit einer Wandstärke von 0,25 mm und einer Scheibe 6, die eine koaxiale Öffnung 7 aufweist und an ihrem Umfang mit einem umgebördelten Flansch 8 versehen ist. Der Außendurchmesser dieser Scheibe 6 beträgt 12,7 mm, ihre Wandstärke 0,2 mm. Die Scheibe 6 kann durch ioö einen einfachen Preßvorgang sehr genau hergestellt werden, wobei darauf zu achten ist, daß der Flansch 8 dieser Scheibe genau in den rohrförmigen Teil 5 eingepaßt ist, so daß er mit diesem Teil durch Schweißen verbunden werden kann. Etwa in ein Drittel Höhe des rohrförmigen Teiles 5 sind drei Öffnungen 9 vorgesehen, die gegeneinander um I2o° versetzt sind. Diese Öffnungen 9 sind größer als die Enden der radialen Arme 2 und sind in dem Beispiel zu 2 mm im Durchmesser gewählt.

Um diese Elektroden zu einer Einheit zusammenzubauen, ist eine Vorrichtung, wie sie in Abb. 3 dargestellt ist, vorgesehen. Diese Vorrichtung ist aus massivem Metall hergestellt und bildet z. B. einen zylindrischen Kern 10 mit einem koaxialen Zapfen 11. Der Zylinder 10 hat einen solchen Durchmesser, daß er gerade zügig in das Innere des rohrförmigen Teiles S der Steuerelektrode hineinpaßt. Der Zapfen 11 ist so bemessen, daß er gerade in die Bohrung der Kathodenhülse 1 hineinpaßt. Auf den Ansatz 12, der zwischen dem Zylinder 10 und dem Zapfen 11 besteht, sind drei Stäbe 13 aufgesetzt, die gegenseitig um 120⁰ versetzt sind. Sie sind so angeordnet, daß sie parallel zu dem Zapfen 11 liegen. Diese Stäbe 13 sind etwas länger ausgebildet als der Zapfen 11. Die Längen-

differenz zwischen den Stäben 13 und dem Zapfen 11 ergibt den Abstand zwischen der aktiven Oberfläche der Kathode 1 und der scheibenförmigen Elektrode 6. Der zylindrische Körper 10 ist dann mit dem Zapfen 11 und den Stäben 13 darüber auf eine Grundplatte 14 aufgesetzt. Die Grundplatte 14 und der Zylinder 10 haben eine Bohrung, die in der Nähe des Zapfens 11 in dem Ansatz' 12 mündet.
Die Montage der Elektroden erfolgt in der Weise, daß zunächst der rohrförmige Teil 5 der Steuerelektrode über den zylindrischen Teil 10 der Vorrichtung gesetzt wird, so daß der Teil 5 auf der Grundplatte 14 aufsitzt. Dann wird die Kathodenhülse ι auf den Zapfen 11 aufgesetzt, und zwar derart, daß die Arme 2 zwischen den Stäben 13 verlaufen, desgleichen auch die Zuführungsleitung 4, die durch eine Bohrung 15 hindurchführt. Bei genauer Orientierung des rohrförmigen Teiles 5 der Steuerelektrode greifen die Haken 3 der Enden der radialen Arme 2 in die in dem Rohr 5 vorgesehenen Öffnungen ein und durchstoßen dieses Rohr, ohne mit dem Rohr Kontakt zu machen. Ein isolierender Kitt wird diesen Stellen dann derart zugeführt, daß eine Perle entsteht, die die Öffnung 9 ausfüllt und diese Öffnung auch seitlich noch überdeckt. Von dieser Perle werden die Haken 3 vollständig umgeben. Ein für diesen Zweck besonders geeigneter Kitt besteht aus einer Mischung von Aluminiumoxyd und Kaliumsilikat. Die an den Enden der Arme 2 vorgesehenen hakenförmigen Teile 3 stellen eine Verriegelung für die Kittstelle dar, wodurch die Haltbarkeit der Verbindung vergrößert wird.

Nachdem der Kitt getrocknet ist, wird die Scheibe 6 mit ihrem Flansch 8 in das Rohr 5 eingesetzt und so weit heruntergedrückt, bis zwischen dieser Scheibe und den Stirnseiten der Stäbe 13 Kontakt besteht. Der Abstand der Scheibe 6 von der aktiven Oberfläche der Kathode 1 ist dann genau eingestellt, und die Scheibe 6 wird anschließend mit dem rohrförmigen Teil 5 verschweißt. Die Stäbe 13 können bei Verwendung eines Punktschweißgerätes für das Anschweißen der Scheibe 6 an das Rohr 5 als eine der Schweißelektroden verwendet werden, da sie an der Innenseite des Flansches 8 bzw. der Scheibe 6 anliegen. Die ganze Anordnung wird dann in einem Ofen auf eine Temperatur zwischen 150 und 200⁰ erhitzt, um den isolierenden Kitt sorgfältig zu trocknen.

Eine elektrische Verbindung zu der Steuerelektrode kann durch eine elektrische Leitung hergestellt werden, die in ähnlicher Weise an diese Elektrode angeschweißt ist, wie es im vorhergehenden in Verbindung mit der Kathode 1 beschrieben ist; es kann aber auch in üblicher Weise ein direkter Anschluß vorgesehen werden.

Durch geeignete Ausbildung der einzelnen Teile der obenerwähnten Lehre können Elektrodenanordnungen mit einem genau vorgeschriebenen Abstand zwischen Kathode und Steuerelektrode in einfacher Weise hergestellt werden.

Für bestimmte Röhrentypen sind Elektronenstrahlerzeugungseinrichtungen erforderlich, bei welchen zusätzlich zu der Kathode zwei oder mehr Elektroden erforderlich sind, welche einerseits genau ausgerichtet sein und andererseits genau definierte Abstände voneinander haben müssen; diese Elektroden können beispielsweise die Funktion der Steuerelektrode und der ersten Anode haben.

Ein Elektrodenaufbau dieser Art kann durch geringfügige Veränderung der oben beschriebenen Methode erhalten werden; eine Elektrodenanordnung für diesen Fall ist in den Abb. 4 und 5 dargestellt. Die erste Elektrode, die mit 17 bezeichnet ist, kann beispielsweise die Steuerelektrode sein. Sie wird beispielsweise aus korrosionsfestem Stahl ausgestanzt, so daß sie die Form einer Scheibe hat, mit einer koaxialen Öffnung 18 und drei Armen 19, die radial verlaufen und gegeneinander um einen Winkel von 120⁰ versetzt sind. Die Enden dieser radialen Arme 19 sind so abgebogen, daß sie U-förmige Haken 20 bilden. Um einen elektrischen Anschluß an die Elektrode 17 zu erhalten, wird eine elektrische Verbindungsleitung 21 an das freie Ende eines der U-förmig abgebogenen Haken 20 angeschweißt. Die Anode besteht aus zwei Teilen; der eine Teil besteht aus der Scheibe 22 mit einem angesetzten Flansch 23 und einer koaxialen Öffnung 24. Diese Scheibe besitzt drei weitere Öffnungen 25. Die Öffnungen 25 sind gegeneinander um I2o° versetzt und an solchen Stellen vorgesehen, daß sie mit den Haken 20 der Steuerelektrode 17 zusammenfallen. Der zweite Teil der Anode besteht aus einem rohrförmigen Teil, der identisch ist mit dem rohrförmigen Teil 5, wie er an Hand der Abb. ι und 3 beschrieben wurde. Die beiden Elektroden 17 und 22 werden mit Hilfe einer Lehre zusammengebaut. Eine geeignete Lehre ist dafür in den Abb. 6 und 7 dargestellt. Sie besteht aus einem zylinderförmigen Teil 26, der an seinem Ende einen Durchmesser hat, der mit dem Innendurchmesser des Flansches 23 der Anode 22 genau übereinstimmt. Der obere Teil dieses Zylinders 26 ist abgesetzt, und zwar so, daß ein zentrischer Zapfen 27 und ein zurückgesetzter Teil 28 entsteht. Die Tiefe dieses zurückgesetzten Teiles 28 entspricht der Dicke des Metalls, aus dem die Steuerelektrode 17 besteht, und dem Abstand, der zwischen Elektrode 17 und Anode 22 verlangt wird. Eine Bohrung 29 für den Zylinder 26 erlaubt die Unterbringung der Zuführungsleitung 21.

Um eine derartige Elektrodenanordnung zusammenzubauen, wird die Steuerelektrode 17 zunächst in die Vertiefung 28 eingesetzt, und zwar dadurch, daß ihre Bohrung 18 über den Zapfen 27 geschoben wird. An diese Elektrode sind die abgebogenen Teile 20 der radialen Arme 19 befestigt. Die mit einem Flansch versehene Anodenscheibe 22 wird dann auf die Oberfläche der Lehre aufgesetzt, so daß die Haken der an der Elektrode 17 befestigten Arme 19 in die Öffnungen 25 der Scheibe 22 hereinragen. Die Ausrichtung der Blendenöffnungen 18 und 24 in den beiden Elektroden ist einerseits durch den Zapfen 26 und andererseits durch den Flansch 23, der auf dem Umfang des oberen zylindrischen Teiles der Lehre aufsitzt, gesichert. Die drei Öff-

nungen 25 werden dann mit einem isolierenden Kitt gefüllt, so daß Perlen 30 entstehen, die die Haken 20 einbetten. Die Elektroden verbleiben in der Lehre, bis der Kitt vollkommen trocken ist.
Der Zusammenbau der Elektroden zu einer vollständigen Einheit kann in derselben Weise erfolgen, wie er im vorhergehenden in Verbindung mit der Abb. 3 beschrieben wurde. Jedoch wird nunmehr an Stelle der mit einem Flansch versehenen Scheibe 6 das bereits fertiggestellte kombinierte System, bestehend aus der Anode 23 und der Steuerelektrode 17, verwendet. Die Stäbe 13 müssen nunmehr eine geeignete Länge bis zur unteren Fläche der Anodenscheibe 22 besitzen, um auf diese Weise den Abstand festzulegen, den die Elektroden von der aktiven Oberfläche der Kathode 1 haben sollen.

Um den Ruhestrom der ersten Anode auf einem niedrigen Wert zu halten, ist es unter Umständen wünschenswert, die Anode von dem Elektronen-

ao strahl mit Hilfe der Steuerelektrode abzuschirmen. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß eine solche Konstruktion leicht durchgeführt werden kann, wenn man die Funktion der oben beschriebenen Elektroden umkehrt. Durch geringfügige Veränderungen der Lehre ist es möglich, die Elektroden 17 und 22 in dem rohrförmigen Teil 5 derart anzuordnen, daß die Elektrode 17 oberhalb liegt. Es würde dabei naturgemäß notwendig sein, die Ausbildung einer der Arme 19 abzuändern, so daß die Leitung 21 durch das Rohr 5 ausgeführt werden kann.

Für den Fall, daß eine oder mehrere weitere Elektroden erforderlich sind, können diese in ähnlicher Weise wie die Elektrode 17 ausgebildet werden und von der Scheibe 22 durch Einkitten der Arme in einer weiteren Serie von Öffnungen getragen werden. Derartige weitere Elektroden könnten auf einer oder auf beiden Seiten der Scheibe 22 angeordnet werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Elektrodenaufbau für elektrische Entladungsröhren, der aus mindestens zwei mit Hilfe eines elektrisch isolierenden Kittes befestigten Elektroden besteht, insbesondere für das Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß an die eine Elektrode, vorzugsweise in symmetrischer Verteilung, aus metallischem Werkstoff bestehende Arme angelenkt sind, die in in der anderen Elektrode vorgesehene entsprechende Öffnungen derart eingekittet sind, daß sie die beiden Elektroden, ohne sie elektrisch leitend zu verbinden, in einem vorgesehenen gegenseitigen Abstand halten.
2. 2. Elektrodenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme an die erste Elektrode angeschweißt sind.
3. 3. Elektrodenaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsarm an seinem freien Ende hakenförmig abgebogen und von dem in Form einer Perle aufgebrachten Kitt vollständig umschlossen ist und daß die Perle aus Kitt ihrerseits die in der zweiten Elektrode vorgesehene öffnung vollständig umschließt.
4. 4. Elektrodenaufbau nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Befestigung einer Elektrode an einer anderen Elektrode insgesamt drei radial verlaufende Arme vorgesehen sind, die gegeneinander um einen Winkel von 120⁰ versetzt sind.
5. 5. Elektrodenaufbau nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kittes, der aus einer Mischung von Aluminiumoxyd und Kaliumsilikat besteht.
6. 6. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenaufbaues nach einem oder mehreren der Ansprüche ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Elektroden zunächst auf eine Lehre aufgesetzt und gegeneinander ausgerichtet werden und daß anschließend die miteinander zu verbindenden Teile verkittet werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschrift Nr. 219 006;
   britische Patentschriften Nr. 455 927, 528 979.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 6» 618/386 9. (609 855 4. 57)