DE1079214B - Gluehkathode fuer gas- oder dampfgefuellte Entladungsroehren, die aus direkt geheizten und parallel geschalteten Einzelelementen besteht - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Glühkathode für gas- odar dampfgefüllte Entladungsröhren für große Stromstärke mit direkt geheizten parallel geschalteten, zweckmäßig symmetrisch zu einer Achse angeordneten Einzel elementen.

Es ist bereits bekannt, in gas- oder d'ampfgefüllten Entladungsröhren Kathoden zu verwenden, die aus einer Anzahl parallel gelegter getrennter Kathoden bestehen. Die große Schwierigkeit bei solchen Kathoden liegt darin, daß eine gleichmäßige Verteilung des Emissionsstromes über die ganze Kathodenfläche meist nur schwierig erzielbar ist, -da die Entladung, besonders bei höheren Gas- odler Dampfdrücken, z. B. von der Größenordnung· von 1 mm Hg, das Bestreben hat, sich an gewissen Stellen der aktivierten Oberfläche zusammenzudrängen. Dies hängt mit der Tatsache zusammen, daß eine Gasentladung, die sich auf einen Teil der Kathode zusammendrängt, eine starke örtliche Temperaturerhöhung herbeiführt, die ihrerseits wieder die Emission unverhältnismäßig vergrößert, so daß die Entladung an dieser Stelle stehen bleibt.

Zwecks Behebung dieses Nachteiles ist man dazu übergegangen, sehr kurze und dicke Kathodenelemente parallel zu schalten. Dies hatte in dem betrachteten Falle zur Folge, daß eine sehr niedrige Heizspannung, z. B. von 1 Volt oder weniger, bei sehr hohem Heizstrom gewählt werden mußte.

Andererseits liegt ein Nachteil der proportionalen Vergrößerung der üblichen, aus einem Element bestehenden schraubenlinienförmigen, direkt beheizten Glühkathode!! zwecks Erhöhung der Stromstärke darin, daß die Emissionsoberfläche nur gemäß dem Quadrat der Linearabmessungen steigt, während das Volumen bzw. das Gewicht an Kathodenwerkstoff gemäß der 3. Potenz der Linearabmesisung zunimmt. Infolgedessen werden Glühkathoden von großer Leistung, deren Grundelement aus einem schraubenlinienförmig gewundenen, sehr dicken Wolframdraht besteht, unverhältnismäßig teuer., in der Herstellung, z. B. bei einem Emissionsstrom von 60 Amp. 77mal so· teuer wie bei einem Emissionsstrom von 6 Amp.

Die Erfindung bezweckt die Erzielung einer Kathode, deren wirksame Oberfläche durch Vereinigung einer Anzahl gleichwertiger Einzelelemente gebildet wird, se· daß die Größe der wirksamen Oberfläche praktisch proportional dem Gewicht der Kathode ist, unter Vermeidung der Nachteile der bekanntem: Parallelkathoden, unter anderem Beschränkung auf niedrige Heizspannungen.

Zu diesem Zwecke wird die Parallelkathode nach der Erfindung derart ausgebildet, daß die symmetrisch angeordneten Einzelelemente an mehreren nahe beisamnienliegenden Punkten gleichen Potentials untereinander leitend verbunden sind, so· daß an diesen

Glühkathode für gas- oder dampfgefüllte Entladungsröhren, die aus direkt geheizten und parallel geschalteten Einzelelementen

besteht

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G.m.b.H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 27. März 1940

Anträge nach Gesetz Nr. 8 AHK sind gestellt und vor der Schiedskommission für Güter, Rechte und Interessen

in Deutschland anhängig

Johannes Gijsbertus Wilhelm Mulder,

Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Stellen Wärmeunterschiede und Ungleichmäßigkeiten ■ in der Emissionsbelastung der Kathode ausgeglichen werden, wobei zwischen den Elementen offene Räume — wenigstens von der Größenordnung von 0,5 cm — verbleiben, die der Entladung die Möglichkeit bieten, bis in das Innere der durchbrochenen Kathodenstruktur zu dringen.

Es ist möglich, große Kathoden dieser Bauart für gewöhnliche Heizspannungen bis für die Größenordnung von 3 Volt oder mehr herzustellen, die eine sehr gleichmäßige Verteilung des Emissionsstromes über die aktivierte Oberfläche der verschiedenen Kathodenelemente aufweisen.

Es empfiehlt sich, die vorher erwähnten leitenden. Querverbindungen durch Aufsintern von Nickel, Eisen oder irgendeinem Gemisch aus diesen oder verwandten Metallen zu bilden. Häufig ergibt sich infolgedessen der Vorteil, daß eine Schicht gebildet wird, an der das Emissionsmaterial besser haftenbleibt als an dem meist aus einem Werkstoff mit hohem Schmelzpunkt hergestellten Kerndraht des Kathodenelements (gegebenenfalls mit dieser Maß-So nähme kombiniert, kann es vorteilhaft sein, die Querverbindungen durch Abbindung .mit dünnem, hitzebeständigem Metalldraht zu bilden).

Für den Zweck des Zusammenbaues einer. Kathode nach der Erfindung kann man vorteilhaft von getrenn-

909 769/433

Claims (9)

1. 3 4

   ten Elementen oder Einheiten aus Wolframdraht aus- Form eines hohlen prismatischen Körpers gebildet gehen, auf denen in bekannter Weise eine Umspinnung, werden können, dessen Seitenflächen von den gesonz. B. aus Draht aus dem gleichen Werkstoff oder aus derten Elementen, gebildet werden, während die an-Nickel, angebracht ist. grenzenden Elemente der gesonderten Zickzack-Auf die in Frage stehende Weise ist es möglich, 5 schleifen abwechselnd auf der Innenseite 2 und auf Kathoden für große Stromstärken von \^rerschiedener der Außenseite 3 des Körpers durch Querverbindun-Größe zu bilden, dadurch, daß eine entsprechende An- gen vereinigt sind, welche die Gipfel vierseitiger zahl von Einheitselementen auf die vorherbes ehr i ebene Pyramiden bilden. An den beidenEnden der Kathoden-Weise parallel geschaltet und mit Querverbindungen. bauart sind die inneren Verbindüngspunkte mit versehen wird. Dabei ist es .besonders vorteilhaft, eine io kräftigen Drahtringen 4 verbunden, die als Stromzu-Reihe üblicher Emissionsstromstärken von Heiz- leitungen für den Heizstrom dienen, der von den Kakathoden von gleicher Heizspannung festzustellen, thodenträgern 5 aus zugeführt wird,
   wobei die Stromstärken ein Vielfaches einer bestimm- Diese Kathodenbauart ist in Fig. 2 schaubildlich ten Grundstromstärke sein können, die für ein ein- dargestellt.

   ziges Einheitselement in Rechnung gestellt werden 15 Fig. 3 a und 3 b zeigen in entsprechender Weise, wie

   kann. ... eine prismatische Kathode mit sternförmigem Profil

   Eine vorteilhafte Bauart wird durch die Verarbei- in der Weise gebildet werden kann, daß eine Anzahl

   tung der Einzelelemente in. Form eines zweckmäßig zickzackförmiger Elemente 1 sternförmig beisammen

   symmetrischen geflochtenen Körpers erzielt, bei dem angeordnet werden, so daß eine Reihe von Gipfeln 6

   die Überkreuzungsstellen der drahtförmigen Elemente ao dieser Elemente in einer gemeinsamen Längenachse

   auf die schon beschriebene Weise als Querverbindun- zu liegen kommt und auf die zuvor beschriebene Weise

   gen ausgebildet sind. durch Querverbindungen vereinigt wird, wobei die

   Die Einzelelemente der Kathoden können die Seiten- Enden der Elemente 7 bzw. 8 bund eiförmig zusammenflächen eines hohlzylindrischen oder sternförmigen liegen und gemeinsam mit den Stromzuleitungen 9 der prismatischen Körpers bilden. Bei angemessener Wahl 25 Kathode verbunden sind.

   des Verhältnisses des Querschnitts oder der Länge In Fig. 4 ist die Bauart nach Fig. 3 schaubildlich

   dieses Körpers findet die Entladung nicht nur durch dargestellt.

   die Öffnungen der Seitenflächen, sondern auch von den Während für größere Kathoden, z. B. für Hunderte

   beiden Enden her Zugang zu der inneren Emissions- von Ampere, die hohle Bauart gemäß Fig. 1 und 2

   fläche. 30 vorzuziehen ist, ist der einfachere Zusammenbau der

   Als Form für die Einzelelemente der Kathoden Fig. 3 und 4 besonders empfehlenswert für Kathoden kommt zunächst die zickzackförmige Gestalt oder die von mittleren Stromstärken, z. B. für Emissions-Form einer flachgewickelten Wendel in Frage, die es ströme von 100 Amp. oder weniger.
   ermöglicht, sie auf die Weise des Schaltergatters zu Als Beispiel für ein Element einer der zuvor bewinden. Nachdem wieder die zuvor erwähnten Quer- 35 schriebenen Kathoden kann ein zickzackförmiger Verbindungen nach der Erfindung angebracht worden . Wolframdraht erwähnt werden, dessen Durchmesser sind, die zugleich mechanische Verbindungen, her- 0,4 mm beträgt, der mit Nickel draht von O',15 mm stellen, ergibt sich ein besonders starres Ganzes. umsponnen ist und darauf in 68 mm lange Zickzack-

   Es ist jedoch auch möglich, die Bauart derart zu form gebogen wird, wobei die Breite 5 mm und der wählen, daß die Kathode keinen Innenraum besitzt, 40 Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gipfeln sondern die sternförmig angeordneten Einzelelemente derselben Seite 3 mm betragen. Eine Kathode, die auf von außen her sehr gut zugänglich bleiben. Zu diesem die Weise gemäß Fig. 3 und 4 aus zehn dieser EIe-Zweck können diese Elemente, die auch aus flach- mente gebildet und mit einer aktivierenden Bariumgewickelten Wendeln aus Metalldraht oder Metallband oxydschicht überzogen ist, kann für einen durchgebildet werden können, derart angeordnet sein, daß 45 schnittlichen gleichgerichteten Strom von 60 bis die aufeinanderfolgenden Schleifen bzw. Windungen 100 Amp. bei einem Gipfelwert von annähernd eines jeden Elementes gemeinsam einen geraden, lang- 200 Amp. verwendet werden und erfordert eine Glühgestreckten und praktisch in einer einzigen Ebene drahtenergie von 3,2 Volt mal 70 Amp.
   liegenden Körper bilden und je für sich derart in Die Kathoden nach der Erfindung können in ferti-Radialebenen um eine gemeinsame Achse herum an- 50 gern Zustand in bekannter Weise mit einer Deckgeordnet sind, daß die eine Gipfelreihe der gesonderten schicht aus Nickel versehen werden zum Zweck, die Zickzackschleifen bzw. Windungen längs der in Frage Anhaftung der emittierenden Oxydschicht zu bekommenden Achse angeordnet ist und mit den ent- günstigen,
   sprechenden Gipfelreihen der anderen Elemente in der

   Achse eine Anzahl von Querverbindungen bildet, so 55 Patentansprüche:
   daß sich ein Körper von sternförmigem Querschnitt

   ergibt, der an seinen beiden Enden mit den Strom- 1. Glühkathode für gas-oder dampfgefüllte Ent-

   zuleitungen verbunden ist. · ladungsröhren mit höheren Gas- oder Dampf-

   Die Erfindung ist in der Zeichnung an Ausführungs- drücken für große Stromstärken mit direkt ge-

   beispielen näher erläutert. . 60 heizten parallel geschalteten, wiederholt geknickten

   Fig. 1 und 2 zeigen in Vorder- und Seitenansicht oder gebogenen und an mehreren Stellen gleichen

   bzw. schaubildlich eine Kathode, deren Zickzack- Potentials untereinander leitend verbundenen, ge-

   förmige Elemente gemeinsam ein hohles Prisma von trennten Heizkörpern, zwischen denen offene

   sternförmigem Querschnitt bilden; ■ Räume verbleiben, durch welche die Entladung bis

   Fig. 3 und 4c zeigen in gleichen Ansichten eine Ka,- 65 in das Innere der durchbrochenen Kathodenstruk-

   thod'e, die aus entsprechenden Elementen zusammen- tür zu dringen vermag, dadurch gekennzeichnet,

   gebaut ist, die sternförmig-längs einer gemeinsamen daß eine Anzahl gleichwertiger, vorzugsweise

   Achse angeordnet sind. zickzackförmiger oder als flachgewickelte Wendel

   In Fig. la und Ib ist in.zwei Projektionen darge- ausgebildeter Heizkörper symmetrisch zu der

   stellt, wie gesonderte zickzackförmige Elemente 1 in 70 Achse und parallel· zu ihr angeordnet sind.
2. 2. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente je für sich derart in Radialebenen um eine gemeinsame Achse herum angeordnet sind, daß ein Körper von sternförmigem Querschnitt entsteht, der an seinen beiden Enden mit den Stromzuleitungen verbunden ist.
3. 3. Glühkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente je für sich die Seitenflächen eines prismatischen Körpers bilden, der an seinen beiden Enden mit den Strotnzuleitungen verbunden ist.
4. 4. Glühkathode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente der Kathode aas Wolframdraht bestehen, auf dem in bekannter Weise eine Umspinnung, z.B. aus Draht aus dem gleichen Werkstoff oder aus Nickel, angebracht ist.
5. 5. Glühkathode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die aus einer Anzahl parallel angeordneter und mit Querverbindungen versehener Einheitselemente besteht, deren Anzahl der zuzulassenden Intensität des Emissionsstromes angemessen ist.
6. 6. Glühkathode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente in Form eines zweckmäßig symmetrischen und geflochtenen Körpers verarbeitet sind, bei dem die Überkreuzungsstellen der drahtförmigen Elemente auf die schon beschriebene Weise als Querverbindungen ausgebildet sind.
7. 7. Glühkathode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieEinzelelemente die Seitenflächen eines hohlzylinidrischen oder sternförmigen prismatischen Körpers bilden.
8. 8. Glühkathode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieEinzelelemente zickzackförmig oder als flachgewickelte Wendel ausgebildet sind und auf die Weise des Schaltergatters verflochten sind.
9. 9. Glühkathode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zickzackförmige Elemente oder flachgewickelte Wendeln aus Metalldraht oder Metallband bestehen, deren aufeinanderfolgende Schleifen bzw. Windungen gemeinsam einen geraden, langgestreckten und praktisch in einer einzigen Ebene liegenden Körper bilden und je für sich derart in Radial ebenen um eine gemeinsame Achse herum angeordnet sind, daß die eine Reihe von Gipfeln der gesonderten Zickzackschleifen bzw. Windungen längs der in Frage stehenden Achse angeordnet ist und mit den entsprechenden Reihen von Gipfeln der anderen Elemente in der Achse eine Anzahl von Querverbindungen bildet, so daß ein Körper von sternförmigem Querschnitt entsteht, der an seinen beiden Enden mit den Stromzuleitungen verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 909 769/433 3.