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Anode für Elektronenröhren.
Das Streben nach Erhöhung der Steilheit von Elektronenröhren bei gleichzeitiger Herabsetzung des inneren Widerstandes bei der Konstruktion hochwertiger Elektronenempfangsröhren hat zu sehr
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gasung der Elektroden, nach der bekannten Methode der Wirbelstromerhitzung, weil die von dem Anodenzylinder als Kurzschlusskörper umschlossene Kraftlinienzahl entsprechend geringer wird.
Die Anforderungen bezüglich der günstigsten Formgebung der Anode als Auffangfäche für die Elektronen sind daher denen für ideale Induktionserhitzung geradezu entgegengesetzt.
Man hat bisher diesen Übelstand dadurch bekämpft, dass man die Energie des Induktionsofens steigerte. Dabei kam man aber bald an eine praktische Grenze, weil eine Erhöhung der Ströme gleichzeitig eine Erhöhung der Drahtquerschnitte der Induktionsspulen bedingt, wodurch die Spulendimensionen wachsen und die Felddichte somit konstant bleibt. Infolgedessen begnügte man sich bisher mit einm Kompromiss in der Grösse des Anodendurchmessers.
Erfindungsgemäss werden diese Schwierigkeiten dadurch behoben, dass man mit der zu erhitzenden Anode einen Metallkörper verbindet, der in gutem Wärmekontakt mit ihr steht und so geformt ist, dass
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eignet als die Anode selbst.
In Fig. 1 ist in schematischer Weise die bisher übliche Elektrodnform eingezeichnet, während Fig. 2 die Kombination eines für eine gute Kennlinie erforderlichen schmalen Anodenzylinders mit einem ebenen Blechring zeigt, der bedeutend mehr Kraftlinien umfasst. Die Achse der Induktionsspule und damit die Richtung des magnetischen Vektors des Induktionsfeldes ist in beiden Fällen vertikal angenommen, so dass die entstehenden Indnktionsströme im Sinne der in den Figuren eingezeichneten Pfeile fliessen. An Stelle eines einzigen Blechringes können auch deren mehrere angebracht sein.
Der schmale lange Anodenzylinder der Fig. 1 hat jedoch nicht nur den einen Nachteil, dass er einen relativ geringeren Kraftfluss umfasst, sondern auch den eines zu kleinen induktiven Widerstandes. Man kann den Anodenzylinder in lauter kleine Ringe zerlegt denken, die als parallel geschaltet aufgefasst werden müssen und insgesamt eine extrem kleine Induktanz ergeben. Ein Optimum der Heizwirkung ergibt sich bekanntlich, wenn die Induktanz gleich dem Ohmschen Widerstand ist.
Der Ohmsche Widerstand des schmalen Bleehzylinders ist dagegen bei der praktischen Ausführung meist nicht kleiner als der eines Zylinders von grösserem Durchmesser, da der Hauptwiderstand in der Schweissnaht liegt und der Kontakt der Schweissnaht bei den ungünstigen Arbeitsverhältnissen, die ein langes schmales Röhrchen bietet, nicht verlässlich hergestellt werden kann.
Dieser Fehler ist durch die Anordnung nach Fig. 2 noch nicht vollständig behoben, da die Schweissnaht nicht vermieden ist. Ausserdem ist bei der Anordnung der Fig. 2 nur schwer ein guter Wärmekontakt zwischen dem ringförmigen ebenen Blech und dem Blechzylinder zu erzielen, da die Verbindungnähte ein erhebliches Temperaturgefälle bedingen.
Es ist daher zweckmässiger, eine Anodenform zu wählen, bei der der Wirbelstrom keine Erhöhung des Ohmschen Widerstandes durch Schweissnähte vorfindet und bei dem gleichzeitig der induktive Widerstand nicht allzu gering ist. Eine für diesen Zweck besonders geeignete Anodenform ist in Fig. 3 dargestellt. Die Anode hat die Form eines Buchdeekels. Der magnetische Vektor des erregenden
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eingezeichneten Kreispfeiles annehmen. In dem gezeichneten Falle ist die Anode aus einem einzigen Stück-Blech ohne jede Verbindnngsna. ht- hergestellt. Zum Zwecke einer verbesserten mechanischen Versteifung können eventuell Rillen eingeprägt werden.
Die Anpassung des Ohmschen Widerstandes an den induktiven geschieht durch Wahl der geeigneten Blechstärke. Diese Anodenform unterscheidet sich von den bekannten kastenförmigen Anoden nicht nur dadurch, dass eine Schmalseite offen gelassen ist, sondern vor allem dadurch, dass die Flanken des U mit Rücksicht auf die Wirbelstromerhitzung länger ausgebildet sind, als für den blossen Elektroneneintritt erforderlich wäre.
Diese Anode umgibt Gitter und Glühfaden zwar nicht in Form eines Zylinders, bewirkt aber nahezu die gleiche Kennlinie wie die Zylinderänordnung ; wenn der Abstand der beiden parallelen Bleche etwas geringer gewählt wird, als der Zylinderdurchmesser ; Dabei werden gleichzeitig noch weitere Torteile erzielt. Insbesondere ist es möglich, dass diese Anode ohne Störung des inneren Aufbaues, nachdem der Glühfaden bereits eingezogen ist, als letzte Elektrode montiert wird bzw. an die Haltedrähte angeschweisst wird. Es ist ferner möglich, durch die offene schmale Seite hindurch während der Montage oder selbst während des Betriebes des Elektronenrohres die Lage vom Glühfaden und Gitter zu beobachten.
Ausserdem gestattet die U-förmige Anode Konstruktionsfreiheit bezüglich des Glühfadens und des Gitters ; man kann auch für diese Elektroden von der Zylindersymmetrie abweichen und z. B. einen V-förmigen Glühfaden und ein kastenförmiges Gitter verwenden oder zwei parallele Glühfäden einziehen, deren jeder von einem zylinderförmigen Gitter umgeben ist.
Will man jedoch die Zylinderform beibehalten, so wählt man Anoden mit 2-Querschnitt entsprechend Fig. 4 und Fig. 5. Auch diese sind aus einem einzigen Stück Blech ohne Schweissnähte hergestellt. Im Unterschied zu der Anordnung auf Fig. 1 kann man hier ein Weehselmagnetfeld benutzen, dessen Vektor senkrecht auf die Zylinderachse steht.
Um ein Induktionsfeld zu erzielen, dessen Magnetvektor senkrecht zu den ebenen Flächen der Anoden verläuft, ohne den Querschnitt der Induktionsspulen vergrössern zu müssen, muss man diese Hilfsflächen so orientieren, dass sie senkrecht zur Längsachse des Elektronenrohres stehen.
Ein weiterer Vorteil, der sich aus den breiten Flächen der Anoden der Fig. 3 bis 5 ergibt ist eine Schirmwirkung gegen die Absetzung der Zerstäubungsmetalle an unerwünschten Stellen, z. B. auf dpn Glastropfen, der zweckmässig zur gegenseitigen Versteifung und Isolation der Elektroden verwendet wird.
PATENT-ANSPRÜCHE
1. Anode für Elektronenröhren, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Kreiszylindermantel besteht, an dessen Aussenseite ein oder mehrere ebene Ringe (Fig. 2) angesetzt sind.
2. Anode für Elektronenröhren ; dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Erleichterung der Wirbelstromerhitzung aus einem Q-förmig gebogenen Blechstreifen (Fig. 5) besteht.
3. Elektronenröhre mit buchdeekelförmig gebogener Anode, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile der Anode senkrecht zur Röhrenachse liegen.