DE896689C

DE896689C - Arrangement of the Wehnelt cylinder in discharge tubes, for example cathode ray tubes, in particular those with high operating voltages

Info

Publication number: DE896689C
Application number: DEF4654D
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dr Paehr; Erich Dr Habil Schwartz; Heinrich Dr Struebig
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1937-11-05
Filing date: 1937-12-10
Publication date: 1953-11-16
Also published as: FR829048A; CH209751A; FR847303A

Description

.Anordnung des Wehnelt-Zylinders bei Entladungsröhren, beispielsweise Kathodenstrahlröhren, insbesondere solchen mit hohen Betriebsspannungen Zur Steuerung eines Elektronenstroms oder der durch den Elektronenstrom ausgelösten Lichtintensität in Kathodenstrahlröhren wird bekanntlich eine gegenüber der Kathode auf negativem Potential liegende Elektrode benutzt. Diese als Wehnelt-Zylinder bekannte Steuerelektrode wird vorzugsweise als kleiner Zylinder, dessen Durchmesser und Länge etwa gleiche Dimensionen haben, oder als Lochblende vor der Kathode oder als Kombination beider ausgebildet..Arrangement of the Wehnelt cylinder in discharge tubes, for example Cathode ray tubes, especially those with high operating voltages for control an electron flow or the light intensity triggered by the electron flow in cathode ray tubes, as is well known, one is negative with respect to the cathode Electrode at potential used. This control electrode known as the Wehnelt cylinder is preferably used as a small cylinder whose diameter and length are approximately the same Have dimensions, or as a pinhole in front of the cathode or as a combination of both educated.

Bei der Erzeugung sehr heller Bilder in Kathodenstrahlröhren ist es notwendig, die Strahlleistung zu erhöhen, und dies geschieht am einfachsten durch Verwendung sehr hoher Spannungen (mehrere 10 000 Volt). Mit den üblichen kurzen und auf der der Kathode abgewandten Seite offenen Wehnelt-Zylindern ist es zwar möglich, Röhren bis zu ro ooo Volt zu betreiben, aber infolge der bei diesen Anordnungen häufig auftretenden wilden Emission, die z. B. durch einen g UmgriffderAnodie oder autoelektronische Entladung verursacht werden kann, geben die gebräuchlichen Elektrodenanordnurngen bei hohen Spannungen Anlaß zu Durchschlägen des Röhrenhalses. Diese Gefahr wächst mit steigender Anodenspannurng und zeitigt eine große Betriebsunsicherheit.When producing very bright images in cathode ray tubes, it is necessary to increase the beam power and the easiest way to do this is to use very high voltages (several tens of thousands of volts). With the usual short Wehnelt cylinders, which are open on the side facing away from the cathode, it is possible to operate tubes up to ro ooo volts. B. can be caused by a wrap around the anode or autoelectronic discharge, the customary electrode arrangements give rise to breakdowns of the tube neck at high voltages. This risk increases with increasing anode voltage and results in great operational uncertainty.

Es ist bekannt, eine zur Fokussierung dienende becherförmige Elektrode an einem rohrförmigen Teil zu befestigen, der über den Quetschfuß geschoben ist. Weiterhin ist es bekannt, die Glühkathode in einem die Kathodenstrahlen konzentrierenden Becher anzubringen und mit einem elektrostatischen Schirm, der beispielsweise als metallisches Rohr ausgebildet ist, zu umschließen, um die Einschmelzstelle der Kathodenzuführungen gegen Durchschlagen zu sichern. Bei diesen bekannten Anordnungen besteht jedoch zwischen der Kathode und dein Schutzzylinder keine Spannungsdifferenz, so daß es hier nicht darauf ankommt, zur Vermeidung von Kriechströmen einen langen Kriechweg zwischen den beiden Elektroden einzuschalten.It is known to use a cup-shaped electrode for focusing to be attached to a tubular part that is pushed over the pinch foot. It is also known to use the hot cathode in one of the cathode rays concentrating cup and with an electrostatic screen that is designed, for example, as a metallic tube to enclose the melting point to secure the cathode leads against penetration. In these known arrangements However, there is no voltage difference between the cathode and the protective cylinder, so that it is not important here to avoid leakage currents for a long time Switch on the creepage distance between the two electrodes.

Sind Kathodenzuleitungen und Wehnelt-Zuführung durch eine Quetschung geführt, so zeigt sich im Betrieb infolge der Erwärmung des Quetschfußes durch Strahlung von der Kathode und bei hoher negativer Vorspannung des Wehnelt-Zylinders eine Zerstörung des Fußes durch Glaselektrolyse. Zur Vermeidung solcher Zerstörung könnte man den. Fuß selbst zurückverlegen, muß dann aber ziemlich lange Kathodenzuleitungen in Kauf nehmen. Bei der Ausführung eines solchen Fußes, dessen mechanischer Aufbau etwas umständlich ist, tritt im Betrieb eine langsame Verschiebung der Kathodenspitze durch Erwärmung ein. Eine solche Verschiebung ist aber ,durchaus unerwünscht. Es ist daher erstrebenswert, kurze Kathodenzuführungen zu besitzen.Are cathode leads and Wehnelt lead through a pinch out, so shows during operation as a result of the heating of the pinch foot by radiation from the cathode and if the Wehnelt cylinder is subjected to a high negative bias, it will be destroyed of the foot by glass electrolysis. To avoid such destruction one could use the. Put the foot back yourself, but then have to accept quite long cathode leads to take. When making such a foot, its mechanical structure is somewhat is cumbersome, there is a slow displacement of the cathode tip during operation by heating. Such a shift is, however, quite undesirable. It it is therefore desirable to have short cathode leads.

Diese Nachteile sind bei einer Anordnung des Wehnelt-Zylinders bei Entladungsröhren, beispielsweise Kathodenstrahlröhren, .insbesondere solchen mit hohen. Betriebsspannungen, dadurch beseitigt, daß gemäß der Erfindung der Wehnelt-Zylinder als Rohr ausgebildet und auf ein Isolierrohr, bestehend aus Glas oder dem Werkstoff der Röhre, aufgeschoben ist, das den die Kathodenzuleitungen enthaltenden Onetschfuß mit Abstand umschließt. Die Länge des Wehnelt-Zylinders sowie seiner rohrförmigen Halterung beträgt dabei ein Mehrfaches ihrer Durchmesser. Die Zuleitung zum Wehnelt-Zylinder erfolgt gesondert zum Zwecke der Isolierung gegenüber der Kathodenheizzuführung durch eine Durchführung der Röhrenhal:swandung nahe der der Kathode ab,-gewandten Öffnung des Wehnelt-Zylinders.These disadvantages are with an arrangement of the Wehnelt cylinder Discharge tubes, for example cathode ray tubes, especially those with high. Operating voltages eliminated in that, according to the invention, the Wehnelt cylinder designed as a tube and on an insulating tube, consisting of glass or the material the tube, is pushed on, the Onetschfuß containing the cathode leads encloses at a distance. The length of the Wehnelt cylinder as well as its tubular Bracket is a multiple of its diameter. The supply line to the Wehnelt cylinder takes place separately for the purpose of insulation from the cathode heating supply through a passage of the tube neck: wall near the one facing away from the cathode Opening of the Wehnelt cylinder.

Durch diese Ausführung des Wehnelt-Zylinders wird eine Reihe von Vorteilen erreicht: Die Gefahr eines Umgriffs und damit auch von Durchschlägen !des Röhrenhalses wird durch die langgestreckte Ausführung des Wehnelt-Zylinders vermieden. Es wird ferner eine sehr gute Isolierung zwischen der Kathodenhei.zzuführung und dem Wehnelt-Zylinder mit seiner negativen Spannung geschaffen. Infolge seiner langgestreckten Form ist der Wehnelt-Zylinder vollkommen sicher geführt, so daß Erschütterungen der Röhre keine Verlagerung des Wehnelt-Zylinders zur Folge haben können. Die Zentrierung der Öffnung des Wehnelt-Zylinders zur Kathode ist durch eine Schraubeinrichtung, die mit der Halterung des Wehnelt-Zylinders zusammenwirkt, in jeder Hinsicht gewährleistet.This design of the Wehnelt cylinder has a number of advantages reached: The danger of being wrapped around and thus also of punctures! of the tube neck is avoided by the elongated design of the Wehnelt cylinder. It will Furthermore, very good insulation between the cathode heating supply and the Wehnelt cylinder created with its negative tension. As a result of its elongated shape it is the Wehnelt cylinder guided completely safely, so that vibrations of the tube cannot result in a displacement of the Wehnelt cylinder. The centering the opening of the Wehnelt cylinder to the cathode is through a screw device, which cooperates with the holder of the Wehnelt cylinder, guaranteed in every respect.

In der Zeichnung, die einen Schnitt durch den Röhrenhals darstellt, :ist die Erfindung in einer beispielsmäßigen Ausführungsform gezeigt.In the drawing, which shows a section through the tube neck, : The invention is shown in an exemplary embodiment.

Die Stromzuführung zur Kathode 3 geschieht durch die Drähte 5 und den Quetschfuß 6. Alls Ein= schmelzurig aus Glas bzw. dem Werkstoff der Röhre erstreckt sich nun in das Innere des Röhrenhalses i ein verhältnismäßig langes Rohrstück 8, das den Quetschfuß 6 mit den Zuleitungen 5 zur Kathode 3 fast ganz umschließt. Der Hohlraum zwischen dem OOuetschfuß 6 und dem Rohrstück 8 ist am Ende des Röhrenhalses dadurch abgeschlossen, daß der Quetschfuß 6 in das Rohrstück 8 übergeht. Das Rohrstück 8 geht am Ende des Röhrenhalses i in die äußere Wandung des Röhrenhalses über. Der Quetschfuß 6 ragt aus dem Rohrstück 8 heraus.The power supply to the cathode 3 is done through the wires 5 and the pinch foot 6. Alls one = melted from glass or the material of the tube extends a relatively long piece of pipe 8 is now in the interior of the tube neck i, which almost completely encloses the pinch foot 6 with the leads 5 to the cathode 3. Of the The cavity between the OOuetschfuß 6 and the pipe section 8 is at the end of the pipe neck completed in that the pinch foot 6 merges into the pipe section 8. The pipe section 8 merges into the outer wall of the tube neck at the end of the tube neck i. Of the The pinch foot 6 protrudes from the pipe section 8.

Über das Rohrstück 8 ist nun der metallische Wehnelt-Zylinder .9 geschoben. Er erhält durch die Stromzuführung io, welche die Röhrenhalswandung an der der Kathode 3 abgewandten Öffnung des Wehnelt-Zylinders durchbricht, über den Fortsatz i i seine negative Spannung. Der Wehnelt-Zylinder trägt, der Anode zugekehrt, eine metallische kreisrunde Scheibe 12, die in ihrer Mitte eine Öffnung 13 besitzt. Der Wehnelt-Zylinder 9 .ist so, weit auf das zylindrische Rohr 8 geschoben, daß die Kathodenspitze 3 in die Öffnung der Scheibe 12 hineinragt.The metallic Wehnelt cylinder 9 is now pushed over the pipe section 8. It receives its negative voltage via the extension ii through the power supply io, which breaks through the tube neck wall at the opening of the Wehnelt cylinder facing away from the cathode 3. Facing the anode, the Wehnelt cylinder carries a metallic circular disk 12 which has an opening 13 in its center. The Wehnelt cylinder 9 is pushed so far onto the cylindrical tube 8 that the cathode tip 3 protrudes into the opening of the disk 12.

In der Mitte des Wehnelt-Zylinders 9 befindet sich eine ringförmige Erhebung 16, in der drei Schrauben 17 gelagert sind, durch welche die Einstellung des Wehnelt-Zylinders zu seiner zylindrischen Halterung 8 vorgenommen werden kann. Hierdurch ist eine zuverlässige Zentrierung der Öffnung 13 des Wehnelt-Zylinders 8 zur Kathodenspitze 3 möglich.In the center of the Wehnelt cylinder 9 is an annular collection 1 6, are supported in the three screws 17 through which the adjustment of the Wehnelt can be performed to its cylindrical holder. 8 Reliable centering of the opening 13 of the Wehnelt cylinder 8 relative to the cathode tip 3 is hereby possible.

Die Scheibe 12 ist durch ein Gewinde 1q. zur metallischen Zylinderfläche verstellbar und lösbar. Das hat den Zweck, eine Feineinstellung der Scheibenebene zur Kathodenspitze vorzunehmen. Der äußere Rand der verstellbaren Scheibe 12 und die Ränder der Öffnung 13 sind abgerundet. An Stelle der Verschraubung kann auch eine andere geeignete Befestigungsart treten. Die abschraubbare Scheibe r2 wird durch eine Gegenmutter 15, deren Außenfläche ebenfalls abgerundet ist, auf dem metallischen Zylinder 9 durch Gewindeführung gesichert.The washer 12 is threaded 1q. adjustable and detachable to the metallic cylinder surface. The purpose of this is to fine-tune the plane of the disk in relation to the cathode tip. The outer edge of the adjustable disc 12 and the edges of the opening 13 are rounded. Another suitable type of fastening can also be used instead of the screw connection. The unscrewable disc r2 is secured by a lock nut 15 , the outer surface of which is also rounded, on the metallic cylinder 9 by means of a threaded guide.

Schließlich weist der Wehnelt-Zylinder 9 auf der dem Ende des Röhrenhalses i zugekehrten Seite Längs- und Querschlitze auf, die das Aufstecken erleichtern. Durch eine Klemmschraube i9 wird eine schellenartige Festhaltung des Wehnelt-Zylinders 9 auf der zylindrischen Halterung ermöglicht. Die Halterung i i dieser Klemmschraube i9 stellt gleichzeitig :den Anschluß der Stromzuführung zum Wehnelt-Zylinder dar.Finally, the Wehnelt cylinder 9 points to the end of the tube neck i on the facing side longitudinal and transverse slits that make it easier to attach. A clamp screw i9 secures the Wehnelt cylinder like a clamp 9 on the cylindrical holder allows. The bracket i i of this clamping screw i9 also represents: the connection of the power supply to the Wehnelt cylinder.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement of the Wehnelt cylinder for discharge tubes, For example cathode ray tubes, especially those with high operating voltages, : characterized in that the Wehnelt cylinder is designed as a tube and on a Insulating tube, consisting of glass or the material of the tube, pushed on iGt, which encloses the pinch foot holding the cathode leads at a distance.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the pinch foot with the holding tube fused for the Wehneit cylinder and this in turn with the Tube neck is fused.

3. Arrangement according to claim r or 2, characterized in that that the Wehnelt cylinder terminating at the cathode, provided with an opening Disc in the axis of the system is adjustable and, if necessary, detachable.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the edges of the adjustable disc and their opening are rounded.

5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized characterized in that the disc is screwed onto the Wehnelt cylinder and through a lock nut is secured.

6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the Wehnelt cylinder z. B., by guide and retaining screws is adjustable compared to the Isoherrohr.

7. Arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that the feed to the Wehnelt cylinder from the Cathode, seen from beyond the fusion of the pinch foot with the holding tube has melted.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the supply line to the Wehnelt cylinder takes place separately from the other supply lines. Cited publications: German Patent No. 615,705; USA. Pat. No. 1,870 g75.