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Elektronenröhre mit einer Mehrzahl von ';ich deckend gewickelten Gittern
Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenröhren und insbesondere auf solche Röhren,
in welchen der Elektronenstrahl wenigstens zwei Gitter durchsetzen muß, sowie auf
Verfahren zur Herstellung solcher Röhren.
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Die Verwendung einer Mehrzahl von Gittern in Elektronenröhren zwischen
der Kathode und der Anode hängt mit Schwierigkeiten zusammen, die zur Verbesserung
der Röhreneigenschaften überwunden werden müssen. So ist beispielsweise in Vierpolröhren,
in welchen ein Schirmgitter zwischen der _lnode und dem Steuergitter liegt, eine
Tendenz der aus der Kathode austretenden Elektronen zur Absorption durch das Schirmgitter
und zur Erzeugung unerwünschter Schirmgitterströme vorhanden.
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Es hat sich herausgestellt, daß die wirkungsvollste Methode, bestimmte
Gitter in einer Elektronenröhre gegen die primären Elektronen abzuschirmen, darin
besteht, das Gitter, das sich am nächsten an der Kathode befindet, das gewöhnlich
schwach negativ gegenüber der Kathode vorgespannt ist, mit den Windungen des oder
der weiteren Gitter zur Deckung zu bringen. Zur Herstel-
Jung solcher
sich deckenden Gitter hat man im allgemeinen bisher zunächst ein Gitter auf seinen
Haltern angebracht und sodann das oder die anderen Gitter auf ihren Trägern montiert,
nachdem von Hand zuerst die Lage dieser weiteren Gitter in der Längsrichtung so
justiert wurde, daß die Gitterwindungen in der Richtung des Elektronenübergangs
von der Kathode zur Anode lagen. Eine derartige Handjustierung ist jedoch aus mehreren
Gründen unbefriedigend, z. B. deshalb, weil sie sehr zeitraubend ist und von den
nicht immer zuverlässigen Handarbeiten abhängt. Der Mangel an Zuverlässigkeit bei
einer solchen Handjustierung tritt besonders bei der Herstellung kleiner Röhren
in Erscheinung, deren Einzelteile entsprechend klein sind und eine mehr oder weniger
genaue Lageneinstellung erfordern.
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Es sind bisher verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen worden, um
die Gitterdrähte in Mehrgitterröhren miteinander zur Deckung zu bringen. Ein Zweck
der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Aufbau für Röhren mit zwei oder
mehr Gittern anzugeben und insbesondere einen Aufbau, bei welchem die transversal
zu den Gitterhaltestäben verlaufenden Gitterdrähte verschiedener Gitter in der senkrecht
auf der Kathodenoberfläche liegenden Richtung genau und möglichst schnell miteinander
zur Deckung gebracht werden können, und zwar unter Aufwand eines Mindestmaßes an
Geschicklichkeit beim Zusammenbau der Röhre.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Erreichung dieses Ziels bei
möglichst geringem Kostenaufwand.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenröhre mit wenigstens
zwei Gittern, welche aus Gitterhaltestäben und aus transversal zu diesen verlaufenden
Drähten bestehen. Diese Drähte verschiedener Gitter haben in der Richtung der Haltestäbe
gemessen übereinstimmende Abstände, und es ist mindestens eine lsolierscheibe senkrecht
zu den Haltestäben vorhanden. Dabei besitzt jeder Gitterhaltestab eine ebene Anschlagfläche
in einem bestimmten Abstand von den transversalen Gitterdrähten und in senkrechter
Richtung zu der Längsachse des betreffenden Gitterhaltestabes. Diese ebene Fläche
ragt aus dem Gitterhaltestab hervor, so daß sich nach Einsetzen des Stabes in eine
Öffnung der Isolierscheibe die Eindringtiefe des Stabes in diese Öffnung durch Anschlag
der erwähnteri Fläche an der Scheibe selbsttätig bestimmt und somit die auf diesem
Stab sitzenden Gitterdrähte mit den Drähten eines anderen Gitters zur Deckung kommen.
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Fig. i zeigt einen Aufriß einer Elektronenröhre teilweise im Schnitt,
in welcher zwei Gitter gemäß der Erfindung hergestellt sind, derart, daß ihre Windungen
stelbsttätig miteinander zur Deckung kommen; -Fig. 2 zeigt einen Aufriß eines bei
der Röhre in Fig. i verwendeten Gitters: Fig. 3 zeigt einen Aufriß eines weiteren
der genannten Gitter mit größerem Durchmesser, als ihn das Gitter nach Fi.g. 2 besitzt,
so daß es über dieses Gitter geschoben werden kann, zu ihm konaxial liegt und einen
bestimmten Abstand von ihm besitzt; Fig. 4 bis 7 zeigen einzelne Schritte im Herstellungsverfahren
der in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Gitter, wobei Fig. 4 das Abschneiden
der Haltedrähte des Gitters in einer bestimmten Länge veranschaulicht, Fig. 5 die
Art und Weise, wie seitliche Ansätze oder Vasen angebracht werden, Fig.6 einen fertiggestellten
Haltedraht des Gitters veranschaulicht und Fig. 7 die Anbringung der transversalen
Gitterdrähte auf zwei solchen Haltedrähten zeigt. Die letztere Figur läßt auch die
Aufgabe der Nasen erkennen, die darin besteht, die richtige Lage der ersten Gitterwindungen
in der Kathodenlängsrichtung festzulegen.
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In Fig. i ist io ein Röhrengefäß, das eine Ele4-trodenanordnung mit
der Kathode i i, der flachen elliptischen Anode 12 und den im Querschnitt gezeichneten
Gittern 13, 14 sowie zwei isolierenden Abstandshaltern 15, 16, zwischen denen die
Elektroden angebracht sind, enthält. Die Röhre ist außerdem mit äußeren Kontaktstiften
17 versehen. Das Gitter 13 besitzt zwei Gitterhaltedrähte i9 und das Gitter 14 zwei
Gitterhaltedrähte 20. Die vollständige Gitterkonstruktion ist in Fig. i bis 3 der
Deutlichkeit 'halber mit einer vergrößerten Steighöhe dargestellt.
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Gemäß der Erfindung sind die Gitterhaltedrähte i9 und 20 mit Nasen
versehen, deren jede eine obere und untere Fläche besitzt, wie aus Fig. i ersichtlich,
die senkrecht zu der Längsrichtung des Haltedrahtes liegt. Die erste Drahtwindung
jeder Wicklung der Gitter 13 und 14 beginnt an einem dieser Haltedrähte an einem
Punkt, der einen bestimmten Abstand X von der unteren Fläche der Nase 18 hat. Die
Gitterdrähte bei jedem dieser Gitter beginnen auf der gleichen Seite der Kathode
i i, wie es au's Fig. i hervorgeht, und besitzen dieselbe Steighöhe. Die untere
Fläche jeder Nase i8 liegt an der oberen Fläche der Isolierscheibe 16 an. Da diese
Oberfläche der Scheibe 16 eben ist, befinden sich die unteren Anschlagflächen der
Nasen 18 in derselben Ebene. Der Abstand X ist für den Abstand des Beginns der Gitterwindungen
bei beiden Gittern 13 und 14 von der unteren Anschlagfläche der Nase 18 bestimmend;
die Anfangspunkte liegen in einer gemeinsamen Ebene. Da die Windungen jedes Gitters
durch die gleiche Steighöhe gekennzeichnet sind, so ergibt sich, daß, wenn die Gitter
13 und 14 so angebracht sind, daß die unteren Flächen der Nasen 18 auf der Scheibe
16 aufliegen, die Gitterdrähte des einen Gitters sich mit den Gitterdrähten des
anderen Gitters decken und dabei überall in einer Normalen zur Kathodenoberfläche
liegen.
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Die Deckung der Windungen eines Gitters mit den Windungen eines oder
mehrerer anderer Gitter wird gemäß der Erfindung so weit durchgeführt, als es bei
einem vorgegebenen Gitteraufbau möglich ist. Wenn es sich um ebene Gitter handelt,
welche in ihrer Gitterebene rechtwinklig zur Richtung des Gitterdrahtes gegeneinander
ver-
.setzt sind, wird eine Decl;iing der Gitterwindungen in Ebenen,
die parallel zur Elektronenflugrichtung verlaufen, erreicht. Wenn jedoch die Gitter
kreisförmig oder elliptisch sind oder wenn sie einen abgeflachten elliptischen Querschnitt
besitzen und konzentrisch angeordnet sind, kann die Deckung der Drähte mehrerer
solcher Gitter über ihre ganze Länge naturgemäß nicht erreicht werden, wenn man
nicht spezielle Maßnahmen ergreift, z.' B. die Steighöhe der Windungen in der Nähe
der Gitterhaltedrähte verändert, um die Änderung auszugleichen, die eine solche
Gitterkonstruktion in den Gitterwindungen mehrerer Gitter hervorbringt. Da,jedoch
die Erfindung bei der Anwendung auf kreisförmige oder elliptische Gitter zu einem
Überschneiden der Windungen eines Gitters durch die Windungen eines anderen Gitters
führt, findet diese Überschneidung in der Mitte zwischen zwei seitlichen Haltedrähten
statt, wo der Elektronenstrom am größten ist. Die sich überschneidenden Gitterdrähte
bilden bei ihrem Verlauf zu den Haltedrähten spitze Winkel, wobei diese Divergenz
verhältnismäßig klein ist und ein Minimum beträgt, wenn die Deckung der Gitter am
notwendigsten ist, und ein Maximum, wenn eine solche Deckung von geringerer Bedeutung
ist. Die Deckung gemäß der Erfindung ist daher für Abschirmzwecke bei Gittern jeder
Art wirksam.
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"Zur Ausführung der Erfindung wird zunächst eine beliebige Anzahl
von vollständigen Gittern zur Benutzung in einer gewöhnlichen Röhre hergestellt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei solcher Gitter mit Querschnitten von solcher Form,
daß das engere Gitter nach Fig. 2 in dem weiteren Gitter nach Fig.3 angebracht werden
kann. Obwohl der Anschaulichkeit halber hier Gitter solchen Querschnitts beschrieben
werden, daß sie sich konzentrisch anordnen lassen, ist zu beachten, daß die Erfindung
ebensogut bei ebenen Gittern oder bei Gittern einer beliebigen Querschnittsform
mit seitlichen Haltedrähten für die Gitterwindungen anwendbar ist. Wie die Fig.
2 und 3 zeigen, ist trotz des Unterschiedes im Querschnitt senkrecht zur Längsachse
zwischen den Gittern die longitudinale Versetzung des Beginns der ersten Gitterwindung
längs der Haltedrähte von der unteren Fläche 21 der Nase 18 bei jedem Gitter gleich
groß und beträgt X. Außerdem ist die Steighöhe (Ganghöhe) des Gitters 13 ebenso
groß wie die Steighöhe des Gitters 14. Die Steighöhe ist auch gleichmäßig, wie in
den Fig. 2 und 3 gezeigt. Für Exponentialröhren kann man auch Gitter mit veränderlicher
Steighöhe verwenden. Eine derartige veränderliche Steighöhe muß jedoch in jedem
Gitter dieselbe sein, deren Windungen miteinander zur Deckung gebracht werden sollen.
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Wie es sich aus dem vorhergehenden ergibt, besteht ein wichtiges Merkmal
der Erfindung darin, die Nasen i8 anzubringen, welche ein bequemes Hilfsmittel zur
longitudinalen Einstellung des Beginns der ersten Gitterwindung auf den Haltedrähten
darstellen. Bei der vorliegenden Ausführungsform fier Erfindung wird eine Mehrzahl
gleicher Haltedrähte, von denen einer in Fig. 6 gezeigt ist, gemäß Fig. 4 und 5
hergestellt. Fig. 4 zeigt den Arbeitsgang des Abschneidens eines solchen Haltedrahtes
von einem längen Draht 32. Es werden zwei Schneidwerkzeuge 33 und 34 verwendet,
die durch eine Stange 35 im richtigen Abstand gehalten w=erden. Diese Vorrichtung
erlaubt nacheinander die Herstellung einer Mehrzahl von Haltedrähten genau gleicher
Länge. Die abgeschnittenen Haltedrähte werden dann einem Senkarbeitsgang nach Fig.
5 unterworfen. Dieser kann mittels zweier mit ebener Vorderfläche versehener Körper
36, 37 durchgeführt werden, die durch eine Stange 38 in einem geeigneten Abstand
gehalten wird. Statt zwei Einsenkungen auf jedem Haltedraht anzubringen, kann man
auch nur eine einzige solche Einsenkung verwenden, ohne ihre Brauchbarkeit für die
erfindungsgemäßen Zwecke zu beeinträchtigen. Während des Senkarbeitsganges wird
der Haltedraht gegen Verschiebung durch die Teile 39, 40 gesichert und wird mittels
der Körper 36, 37 unter Verwendung einer nicht mitgezeichneten Vorrichtung in das
Gesenk 41, 42 gepreßt, das mit rechteckigen Vertiefungen versehen ist, deren Länge
größer ist, als der Durchmesser der Haltedrähte und deren Breite praktisch gleich
der Breite der Körper 36, 37 ist.
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Obwohl die Arbeitsgänge des Abschneidens und Senkens (Pressen) der
Haltedrähte gemäß Fig.4 und 5 zu identischen Haltedrähten führen, brauchen die Haltedrähte
für die Durchführung der Erfindung nicht unbedingt identisch zu sein. Die Drähte
können vielmehr auch ungleiche Länge besitzen und die Einsenkungen an verschiedenen
Punkten ihrer Länge angebracht werden. Das einzige einzuhaltende Erfordernis besteht
darin, daß die Drähte von der unteren Fläche 21 der Einsenkung oder Nase 18 bis
zum entfernteren Drahtende eine Länge besitzen müsssen, welche den axialen Abstand
der Isolierscheiben 16 und 17 in Fig. i überbrückt und der ausreicht, um diese Isolierscheiben
zu tragen.
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Die Gitter in Fig. 2 und 3 verdanken ihre Eigenschaft der selbsttätigen
Herbeiführung einer Dekkung der Gitterdrähte in einer Vorrichtung gemäß Fig. i dem
neuen Herstellungsverfahren. Wie in Fig. 7 gezeigt, enthält dieses Verfahren den
Schritt der Aufbringung einer Gitterwicklung auf die vorbereiteten Haltedrähte,
um Gitter nach Fig. 2 und 3 herzustellen. Die Drähte i9 werden von in einer bestimmten
Entfernung voneinander befindlichen Futtern 22, 23 gehalten, die mit geeigneten
Vertiefungen für die Enden der Drähte versehen sind. Die Futter 22 und 23 können
mit .zwei oder mehreren Paaren solcher Vertiefungen versehen werden, um nacheinander
Haltedrähte in verschiedenen Abständen aufzunehmen, die für eine Mehrzahl von Gittern
verschiedenen Querschnitts bestimmt sind. Man kann auch mehrere Futter nach Art
der Futter 22 und 23 benutzen, von denen jedes ein Paar von Vertiefungen aufweist,
die verschiedene Abstände voneinander besitzen. Die Haltedrähte i9 werden zwischen
die Futter so eingefügt, daß die ebene Oberfläche 24 des Futters 22 an der Nase
18
anliegt. D°_r Abstand der Futter 22 und 23 wird so gewählt, daß
der Haltedraht i9 senkrecht zur ebenen Oberfläche 24 verläuft. Obwohl am Haltedraht
i9 an seinem linken Ende noch eine weitere Nase 25 gezeichnet ist, kann diese Nase
auch fortgelassen werden, ohne von der Erfindung abzuweichen.
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Die zwei Haltedrähte bilden nach ihrer Anbringung zwischen den Futtern
ein festes Rahmenwerk, auf welchem die Gitterwicklung angebracht werden kann. Der
Arbeitsgang der Anbringung dieser Gitter kann die Benutzung eines Kerbrades 26 enthalten,
mit welchem eine transversale Rille in den Drähten i9 angebracht wird. Die Gitterdrähte
werden in diese Rille von einer geeigneten, nicht mitgezeichneten Vorratsspule aus
eingelegt. Es wird sodann ein Druckrad 27 verwendet, um die Rille wieder zu schließen,
so daß die Gitterdrähte in ihr eingeklemmt sind. Für diese Aufbringung der Gitterwicklung
können die Futter drehbar angeordnet werden, und die Räder 26 und 27 können feststehen,
oder man kann auch diese Räder eine Rotationsbewegung um die Haltedrähte i9 und
die Futter ausführen lassen.
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Das Kerbrad 26 ist auf einem Arm 28 angebracht und das Druckrad 27
auf einem Arm 29. Diese Arme 28 und 29 besitzen eine kritische Länge bis zu den
Rädern 26 und 27. Die Arme sind außerdem mit ebenen Stirnflächen 30 und 31
senkrecht zu ihrer Längsachse versehen. Im Betrieb liegen diese ebenen Stirnflächen
an der Fläche 24 an. Der Beginn einer Gitterwindung liegt daher in einem vorbestimmten
Abstand von der Fläche 24. Die erste Gitterwindung auf dem Haltedraht i9 hat aus
diesem Grunde einen bestimmten Abstand nicht nur von der Fläche 24, sondern auch
von der Oberfläche 21 der Nase 18. Die Aufbringung der Gitterwicklung von diesem
Anfangspunkt an geschieht in bekannter Weise.
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Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß nach. dem Verfahren gemäß
der Erfindung eine genaue und selbsttätige Deckung der Gitterwindungen einer Mehrgitterkonstruktion
erreicht werden kann und daß die Notwendigkeit einer manuellen Justierung fortfällt.
Es wird also auch Herstellungszeit gespart, der Fabrikationspreis erniedrigt und
eine Verbesserung der Betriebseigenschaften der Röhre erreicht.
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Trotz der Beschreibung nur eines Ausführungsbeispiels ist die Erfindung
keineswegs auf dieses Beispiel beschränkt. Es können verschiedene Abänderungen des
beschriebenen Beispiels ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken angebracht werden.
Man kann z. B. zunächst die Gitterwindungen auf den Haltedrähten anbringen und sodann
das Gitter in mehrere Teile zerschneiden und Einsenkungen, Nasen oder anderweitige
Ansätze an den Haltedrähten anbringen, die als Bezugsmittel zur Einstellung der
Lage der Gitter in der Längsrichtung dienen. Außerdem kann die Erfindung in Verbindung
mit Gittern mit nur einem Haltedraht benutzt werden.