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Mittelbar geheizte stabförmige Kathode für Elektronenstrahlröhren,
insbesondere Braunsche Röhren Bei Elektronenstrahlröhren:, insbesondere Braunsehen
Röhren, benutzt man mit besonderem Vorteil keramische Haltekörper. Im Gegensatz
zu den gewöhnlichen Elektronenröhren treten bei Kathodenstrahlröhren manche Schwierigkeiten
in bezug auf die Befestigung der Kathode ein. Einerseits bereistet es fabrikatorische
Schwierigkeiten, die an dieHalterung vonKathoden zu ,stellendenGenauigkeibsforderungen
zu erfüllen, da außer den mechanischen auch noch elektronenoptische Forderungen
auftreten. Andererseits sollen die thermischen Verhältnisse des Kathodenträgers
auch nach Ein bau .in die Halterungskörper derart sein, daß es beim Formierungs-
und Aktivierungs.prozeß ohne weiteres möglich ist, die hierzu erforderlichen Temperaturen
der Emissionsstelle zu: erreichen, ohne daß Schädigungen des Trägers, zu befürchten
sind. Es muß also auch die Wärmeabstrahlung des Kathodenkörpers möglichst gering
sein.
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Von den bekannten Anordnungen erfüllt keine sämtliche Bedingungen.
Entweder erscheint ein mechanisch exakter Einbau gewährleistet, dann ist jedoch
derZusammenbau für dieMassenfabrikatian zu umständlich, oder umgekehrt. ;Es kommt
.noch hinzu, daß die meisten Kathodenhalterungen den Nachteil besitzen, daß es,
wenn überhaupt möglich, nur unter besondere.. Bedingungen möglich ist, die Kathode
richtig zu formieren und zu aktivieren, ohne dabei, eine dauernde Schädigung des
Trägers herbeizuführen.
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Es sind beispielsweise Anordnungen bekannt, bei denen die Emissionsfläche
aus elektronenoptischen Gründern äußerst klein ausgebildet und in verhältnismäßig
großer Nähe von anderen Röhrenbauelementen
angeordnet ist. Hieraus
ergibt sich die Notwendigkeit, im Gegensatz zum bei indirekt geheizten Kathoden
üblichen Aufbau die Emissionsfläche räumlich vom Heizkörper zu trennen. Der Emissionsteil
wird dann als Stift ausgebildet, der auf das; den Heizkörper enthaltendeRohr aufgesetzt
ist. Die Wärmeübertragung zur Emissionsstelle wird bei dieser Anordnung nur zu einem
geringen Teil durch direkte Leitung zwischen Heizkörper und Trägerstift gewährt.
Vielmehr wird die Wärmeleitung längs des gesamten, den Heizkörper umgebenden Röhrchens
erfolgen. Da die Massen des Trägerstifts und des dieseln Stift tragenden Körpers
wesentlich größer sind als die Masse der Kathodenhülse, ist es, erforderlich, um
eine ausreichende Erwärmung der Emissionsstellei beim Formieren und Aktivieren zu
gewährleisten, die Kathodenhülse verhältnismäßig hoch zu erhitzen. Beispielsweise
ist zur Formierung üblicher Kathodenpasten eine Temperatur in der Größenordnung
von i2oo° C und höher erforderlich. Dieser Temperatur hält jedoch die Kathode nicht
stand, denn der mittlere Teil des. Kathodenröhrchens erreicht schon dann unzulässige
Temperaturen, wenn die Emissionsfläche auf etwa iooo bis ia5o°' C erhitzt wird.
Das hierdurch bedingte Durchschmelzeai der vorzugsweise aus. Nickel bestehendenKathodenhülse
an der heißesten Stelle wird noch besonders durch den Federzug, dem die Kathode
ausgesetzt ist, gefördert. Das- Nickel wird nämlich an. der heißesten Stelle der
Kathode zunächst verdampfen, so daß der mittlere Teil der Kathode mechanisch gefährdet
wird. Die Kathode isst somit für die Röhre unbrauchbar geworden, da nicht nur die
Zentrierung und Höhenbestimmung der Emissionsfläche gegenüber dem System hinfällig
geworden isst, sondern auch die leitende Verbindung mit dem Kathodenanschluß unterbrochen
wurde. Es kommt! noch hinzu, daß dies bei gleicher Heizleistung des Heizkörpers
an der Emissionsstelle erreichte Temperatur je nachdem, ob er, mit seiner Spitze
dein die Emissionsstelle tragenden Teil berührt oder nicht, derart verschieden ist,
daß eine- Festlegung einer einheitlichen Brennspannung für größere Semen von Rohren
unmöglich erscheint. Da in der Praxis die Vermeidung oder Sicherstellung einer Berührung
des. Heizkörpers mit dem die, Emissionsstelle tragenden Teil des Kathodenkörpers
mit dem üblichen Aufwand nicht erreichbar ist, ergibt sich dadurch ein verhältnismäßig
schwerwiegender Unsicherheitsfaktor für die Serienherstellung. Es tritt som.irt
bei den bekannten Kathoden zwangsweise eine Begrenzung der Lebensdauer ein.
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Die Erfindung betrifft eine mittelbar geheizte stabförmige Kathode
für Elektronenstrahlröhren, bei der diese Nachteile vermieden sind. Erfindungsgemäß
ist bei deir mittelbar geheizten stabförmigen Kathode der vorzugsweise mit einer
Isolierschicht versehene stabförmige Körper massiv ausgebildet und von einer Heizwendel,
die biss in die Nähe des die Emissionsstelle tragenden Körpers. A geführt ist, und
einer weiteren Isolierschicht sowie einem Metallüberzug umgeben. Ferner erfolgt
die Halterung der stab£ärmigen. Kathode mit Hilfe von zwei Keramikscheiben oder
Ringen.
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In der Zeichnung üst in zum Teil schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung dargestellt. An dem blockförmigen Ende A des s:tabförmige@n Kathodenkörpers
L befindet sich die Emissionsstelle E. Der massive Stift L ist von einer Isolierschicht
C und einer Heizwendel D umgeben. Die Wendel und dar Trägerstift sind ferner von,
einer weiteren gemeinsamen Isolierschicht F und einem Metallüberzug N umgeben, wobei
der metallische Überzug zur Herabsetzung derWärmestrahlung dient. Als: zweckmäßig
hat es, sich erwiesen, zwischen der Isolierschicht F und der Metallschicht
N eine Schicht M aus kolloidalem Graphit anzubringen. Die keramische
Masse F wird also zunächst mit kolloidalem Graphit überzogen und sodann vorzugsweise
elektrolytisch metallisiert, z. B. veTlzupfert oder vernickelt. Bei dieser Anordnung
isst nach Möglichkeit dafür zu sorgen., daß die Oberfläche der keramischen Masse
möglichst gleichmäßig ausgebildet ist.
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Die Halterung der Kathode erfolgt mit Hilfe der Keramikteile; H und
M, an denen die Kathode mit Hilfe des blockförmigen Teiles A befestigt isst. Zur
Spannung der Kathode ist eineFeder I vorgesehen, die einerseits, gegen den Keramikring
M und andererseits gegen die Scheibei K und somit gegen, die kugelförmige Erweiterung
B desi stabförmigen. Teils, L der Kathode drückt. Bei dieser Anordnung sind die
Massenverhältnisse in weiten Grenzen. veränderlich und derart einstellbar, daß die
Erreichung der erforderlichen: Temperaturen sichergestellt ist.