DE535381C - Elektronenrohr fuer thermische Steuerung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. OKTOBER 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 535 KLASSE 21 g GRUPPE

Elektronenrohr für thermische Steuerung Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. September 1927 ab

Die Erfindung betrifft Elektronenrohre für thermische Steuerung bei hohen Spannungen, bei denen die flächenhafte Kathode größer ist als die ebenfalls flächenhafte Anode.
Elektronenströme in Ventil- und Steuerrohren werden vielfach dadurch ein- und ausgeschaltet, daß der Heizstrom der Glühkathode ein- und ausgeschaltet wird. Bei den bisher gebräuchlichen Elektronenrohren ist aber eine derartige thermische Steuerung nicht immer anwendbar.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß ζ. Β. bei Röntgenröhren mit Coolidge-Kathoden oder normalen Ventilrohren für hohe Spannungen auch dann noch ein Elektronenstrom fließt, wenn bei voller Betriebsspannung die Heizung der Kathode ausgeschaltet wird, wodurch eine ordnungsgemäße thermische Steuerung unmöglich gemacht und eine Zerstörung der Glühkathode durch örtliche Erhitzung hervorgerufen werden kann.

Der Grund dafür ist offenbar folgender: Bei einer nicht geheizten Glühkathode liegt das volle Spannungsgefälle zwischen den Elektroden des Rohres. Diese volle Spannung gibt der kalten Kathode ein hohes negatives Potential gegen die Anode. Da die Glühkathoden meist aus Drähten geringen Durchmessers bestehen, entsteht in nächster Nähe des kalten Glühfadens ein starkes Potentialgefälle. Unter Umständen wird besonders an den Kanten, also an Stellen, an denen sich die Potentiallinien besonders dicht zusammendrängen, das Potentialgefälle so groß, daß an diesen Stellen eine Entladung einsetzt.

Es wurde bereits früher auf den schädlichen Einfluß der scharfen Kanten der Kathode in dem Sinne hingewiesen, daß Vorsprünge und Kanten Ausgangspunkte von Kathodenstrahlen unerwünschter Richtung seien und ein unregelmäßiges Arbeiten der Röhre infolge Verminderung des Vakuums sowie eine Zertrümmerung der Glaswand zur Folge hätten. Es wurde deshalb vorgeschlagen, alle Vorsprünge und Kanten in der Nähe der Kathode zu vermeiden.

Bei den bekannten Einrichtungen wurde dieser Grundsatz an der Kathode selbst jedoch nicht befolgt, denn die Kathoden der bekannten Einrichtungen bestehen aus dünnem Draht, dessen kleiner Durchmesser für die Entstehung einer hohen Felddichte besonders günstig ist. Wenn auch ein die Kathode umgebender abgerundeter Teil eine gewisse Schutzwirkung gegen Entladung nach der Seite ausüben wird, so wird doch die an dem dünnen Draht der Kathodenmitte auftretende Felddichte nicht wesentlich herabgedrückt. Die Gefahr des Weiterbestetiens der Entladung trotz Unterbrechung des Heizstromes ist daher bei den bekannten Einrichtungen

*} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Rudolf G. Berthold in Berlin-Siemensstadt.

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nicht vermieden. Auch lag diese Absicht bei diesen Einrichtungen noch gar nicht vor.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dafür Sorge getragen, daß an allen Stellen der Kathode die kritische Felddichte nicht überschritten wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kathodenoberfläche bei Elektronenröhren der erwähnten Art um so viel größer ist als die ίο Anodenoberfläche, daß sie die Anode von allen Seiten überragt und das im kalten Zustande der Kathode bei der Betriebsspannung des Rohres bestehende Feld an den Rändern der Kathode ein kleineres oder nur ein so wenig größeres Gefälle aufweist als an den mehr innenliegenden Stellen, daß eine Entladung nicht einzusetzen vermag. Die Zuführungsdrähte für den Heizstrom der Kathode sind vorteilhaft so angeordnet, daß die Kathode nur an von ihren Rändern abgelegenen Stellen ihrer Oberfläche erhitzt wird, die der Anode gegenüberliegen. Die Ränder der Kathode können nach der der Anode abgewendeten Seite so umgebogen sein, daß der Krümmungsradius oberhalb des mit Rücksicht auf das Einsetzen der Entladung unter der angelegten Spannung kritischen Radius bleibt.

In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.

In Abb. ι sind die zylinderförmige Anode mit i, die zylinderförmige Kathode mit 2 und die Heizstromzuführungen mit 3 bezeichnet. Die Kathode 2 ist um so viel langer als die Anode, daß das im kalten Zustand 'der Kathode bestehende Feld an den Enden der Kathode ein kleineres oder ein nur wenig größeres Gefälle aufweist als an den mehr innenliegenden Stellen. Die Zuführungsdrähte sind dabei zweckmäßig so angebracht, daß die Kathode bei eingeschaltetem Heizstrom nur an den Stellen ihrer Oberfläche erhitzt wird, 'die für die Elektronenemission notwendig sind.

Zur Abschirmung, der Kanten kann auch ein nach Abb. 2 geformter, zweckmäßig aus Metall bestehender Körper 5 unabhängig von der Kathode 2 angebracht werden.

In Abb. 3 besteht die Kathode 2 beispdelsweise aus einer zum größeren Teil ebenen Fläche, die einer ebenen Anodte 1 gegenübergestellt ist. Dabei ist die Kathode ähnlich der in Abb. 1 dargestellten Ausführung in ihrer Längsrichtung größer alls die Anode, während eine Vergrößerung der Querrichtung durch das Umbiegen der Kanten vermieden wird. Ebenso~könnte die Vergrößerung in der Querrichtung auch durch ein Netzwerk ersetzt werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Elektronenrohr für thermische Steuerung bei hohen Spannungen, bei dem die flächenhafte Kathode größer ist als die ebenfalls flächenhafte Anode, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenoberfläche um so viel größer als dieAnodenoberfläche ist, daß sie die Anode an allen Seiten überragt und das im kalten Zustande der Kathode bei der Betriebsspannung des Rohres bestehende Feld an den Rändern der Kathode ein kleineres oder nur ein so wenig größeres Gefälle aufweist als an den mehr innenliegenden Stellen, daß eine Entladung nicht einsetzen kann.
2. 2. Elektronenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsdrähte für den Heizstrom der Kathode so angeordnet sind, daß die Kathode nur an von ihren Rändern abgelegenen Stellen ihrer Oberfläche erhitzt wird, die der Anode gegenüberliegen.
3. 3. Elektronenrohr nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Kathode nach der der Anode abgewendeten Seite so umgebogen sind, daß der Krümmungsradius oberhalb des mit Rücksicht auf das Einsetzen der Entladung unter der angelegten Spannung kritischen Radius bleibt.
4. 4. Elektronenrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus konzentrischen Zylindern bestehen, wobei die Ränder der innenliegenden Kathode nach innen so umgebogen sind, daß der Krümmungsradius oberhalb des kritischen Radius bleibt.
5. 5. Elektronenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Kathodenfläche mit einer eine Zerstreuung der Feldlinien an diesen Stellen bewirkenden Abschirmung umgeben sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen