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Indirekt durch Wärmestrahlung geheizte Glühkathode für Vakuumröhren
Es sind bereits indirekt geheizte Kathoden bekannt, bei denen der die Äquipotentialschicht
tragende Kathodenzylinder ohne Zwischenschaltung einer Isolierschicht leinen Heizfaden
umgibt.
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Es wurde bei derartigen Kathoden auch bereits vorgeschlagen, den Glühfaden
als Doppelspirale auszubilden und an einem Ende durch eine Feder zu unterstützen.
Bei diesen bekannten Kathoden ist es jedoch zwecks Vermeidung einer Berührung zwischen
Glühfaden und Äquipotentialschicht erforderlich, dem Kathodenzylinder einen vergleichsweise
großen Durchmesser zu geben, so daß der .thermische Wirkungsgrad vergleichsweise
gering ist.
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Es sind des weiteren Kathoden bekannt, bei denen zwischen der Äquipotentialschicht
und dem Heizdr;iht ein Isolierröhrchen angeordnet ist. Auch diese Kathoden haben
einen vergleichsweise geringen thermischen Wirkungsgrad aufzuweisen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine indirekt durch Wärmestrahlung
geheizte Glühkathode für Vakuumröhren, insbesondere Verstärkerröhren, deren die
Äquipotentialgchicht tragender Kathodenzylinder ohne Zwischenschaltung einer. lückenlosen
Isolierschicht einen Heizfaden umgibt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der geradlinig,
axial und durch einseitigen Federzug gespannte Heizfaden mit geringem Abstand innerhalb
des Kathodenzylinders verläuft, daß die eine nicht bis zum Glühen erhitzte Heizfadenzuführung
durch- eine Isolierscheibe gegenüber dem Kathodenzylinder zentriert abgestützt ist
und daß der Heizfaden an dem dieser Zuführung gegenüberliegenden Ende durch eine
zweite an dem Kathod:enzylinder befestigte Isolierscheibe an einer Berührung mit
dem Kathodenzylinder gehindert wird.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Isolierscheiben zwischen
Kathodenzylinder und Heizfaden wird der Vorteil erzielt, daß eine Berührung zwischen
dem glühenden Heizdraht und dem Isoliermaterial nur auf einer sehr geringen -Fläche
erfolgt und infolgedessen die Gefahr einer durch Erwärmung des Isoliermaterials
auftretenden schädlichen Gasbildung stark herabgemindert ist.
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Bei Kathoden mit sehr langem Kathodenzylinder können zweckmäßig Zwischenabstandsstücke
aus Isoliermaterial vorgesehen sein, welche so ausgebildet sind, daß sie den Heizdraht
im Ruhezustand nicht berühren und bei betriebsmäßig auftretenden Schwingungen des
Heizdrahtes eine Berührung zwischen Heizdraht und Kathodenzylinder verhindern.
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Abb. i zeigte eine Kathode, bei welcher als Glühkörper ein Wolframfaden
i verwendet
ist, welcher mit Hilfe einer Feder 2 durch Zuleitungsdrähte
3 und ¢ in geradlinigem gespanntem Zustande gehalten wird. . Der Glühdraht i ist
eng umgeben von eine' Zylinder 5 beispielsweise aus Nickelble1 und wird durch Wärmestrahlung
indirti geheizt. Der Zylinder 5 wird beispielsweise: durch Zusammenrollung eines
rechteckigen Nickelstreifens hergestellt, wie dies aus Abb. 2 im Querschnitt ersichtlich
ist. Die Lappen 8 sind angedeutet, um zu zeigen, wie der Zylinder 5 zusammengerollt
ist. Dieser Zylinder ist gegen den Glühdraht i selbst abgestützt, und zwar unter
Vermittlung zentrisch durchbohrter Glimmerscheiben 7, welche mit Hilfe der ebenfalls
an dem zusammengerollten Nickelstreifen 5 befindlichen Lappen 6 an dem Zylinder
festgeklammert sind. Der Zylinder liegt also konzentrisch und durch die beiderseits
angeordneten Glimmerscheiben isoliert frei um den Glühdraht i. Diese Anordnung ist
deswegen getroffen, weil infolge des Zuges durch die Feder 2 der Glühdraht i stets
voltständig geradlinig gehalten wird. Demgemäß ist es möglich, den Durchmesser des
Zylinders 5 außerordentlich eng zu wählen, ohne daß eine Berührung zwischen Glühdraht
und .dem die eigentliche Kathode bildenden Zylinder 5 zu befürchten ist: Der Zylinder
5 kann nun an der Außenseite mit Metalloxyd bestrichen werden. In diesem Falle .erhält
man eine Oxydglühkathode. Zweckmäßig werden aber auf den Zylinder einige thorierte
Wolframdrähte io aufgebracht, so daß sie längs der Zylinderoberfläche und sich dieser
innig anschmiegend verlaufen. Die thorierten Wolframdrähte i o sind mit dem Zylinder
5 leitend verbunden. In diesem Falle braucht der Zylinder 5 nicht mit Oxyd bestrichen
zu sein, sondern ;die Emission erfolgt durch die. aufgebrachten thorierten Wolframdxähte.
Um die so gebildete Glühkathode herum befindet sich in bekannter Weise das Gitter
i i und die Anode 12. Die Zuleitung zu dem Kathodenzylinder ist bei 14 angedeutet.
Sie wird beispielsweise mittels einer Glasperle i3 und eines in diese eingeschmolzenen
Metalldrahtes 9 in ihrer Lage gegen die eine Kathodenzuleitung 4 isolierend festgehalten.
Alle Ungleichheiten der Wärmeausdehnung haben daher auf der rechten Seite der Zeichnung
freies Spiel und können sich ohne Verbiegungen und Verzerrungen ausgleichen.
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Die Anordnung ist vakuumtechnisch vollständig einwandfrei. Man kann
jedoch abiveichend von der Zeichnung den Glühdraht i auch auf der rechten Seite
erst nach Durchführung durch .die rechte Glimmer scheibe 7 beginnen _ lassen. Man
vermeidet nämlich zweckmäßig die Berührung zwischen Odem Glimmer und dem Glühdraht,
weil anderenfalls noch eine Gasabgabe @erfo:gen kann. Die Feder 2 ist dann einfach
noch ,@tlurch die Glimmerseheibe 7 in das Innere "des Zylinders 5 mit hineingeführt
und Ferst "@ört mit dem Glühdraht verschweißt.
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@' In Abb.z3 ist der größeren L'bersichtlich-.keit wegen noch die
Glühkathode selbst herausgezeichnet, und zwar in Aufsicht. Man sieht auf der Oberfläche
.des Zylinders die in beliebiger Anzahl aufgebrachten thorierten Wölframdrähte i
o.
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In Abb. 4 ist der Glühdraht i zur Erhöhung der Sicherheit noch durch
zwischengesetzte Stützen 15 gegen den vergröbert gezeichneten Zylinder 5 abgestützt.
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In Abb.5 sieht man im Querschnitt die Form dieser Stützen, welche
den Heizdraht in der Ruhelage nicht berühren und bei z. B. durch Erschütterungen
verursachten Lagenänderungen :des Heizdrahves eine Berührung mit dem Kathodenzylinder
verhindern. Diese Stützen werden zweckmäßig aus Speckstein oder Glimmer hergestellt.
Diese Abstützung ist aber nur bei sehr großen Glühdrahtlängen erforderlich, insbesondere
dann, wenn die Röhre im Gehrauch Erschütterungen ausgesetzt ist. Im allgemeinen
ist es möglich und vorteilhaft, ohne solche Abstützungen fortzukommen.