DE1813991C3 - Directly heated cathode for electron tubes - Google Patents
Directly heated cathode for electron tubesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine direkt geheizte Kathode für Elektronenröhren, bestehend aus einem Isolierstoff-Trägerbauteil mit einer zentralen Ausnehmung, über die ein bandförmiges, eine Schicht aus Elektronen emittierendem Material aufweisendes Heizelement gespannt ist, das dabei auf zwei an die Ausnehmung angrenzenden Heizelementabstützungen aufliegt und dessen über die Abstützungen kragende Enden an im Trägerbauteil verankerten elastischen Elementen befestigt sind.The invention relates to a directly heated cathode for electron tubes, consisting of a Insulating carrier component with a central recess, over which a strip-shaped, one layer Electron-emitting material having heating element is stretched, which is on two to the Recess adjacent heating element supports and its overhanging over the supports Ends are attached to anchored in the support member elastic elements.
Eine bekannte Kathode dieser Art (JA-GM SHo 40-6662) bringt, da die das Heizelement über die zentrale Ausnehmung spannenden elastischen Blättchen lediglich mit stabförmigen Enden in Bohrungen der Heizelementauflagen gehalten sind, den Nachteil mit sich, daß schon bei einem geringen Vorspannungsunterschied zwischen diesen elastischen Blättchen eine auf das Heizelement wirkende und dieses gegebenenfalls verschiebende Drehkraft in Richtung auf das Blättchen mit der stärkeren Vorspannung entstehen kann. Die Anordnung und Halterung des Heizelementes ist auch sehr empfindlich gegen mechanische Stöße, und sie eignet sich schlecht für die Herstellung in großen Stückzahlen wegen der Schwierigkeit, die verhältnismäßig kurzen elastischen Blättchen unter Einhaltung möglichst gleicher Vorspannkräfte mit ihren stabförmigen Enden in die Bohrungen der Heizelementabstützung einzusetzen.A well-known cathode of this type (JA-GM SHo 40-6662) brings the heating element over the central recess exciting elastic leaflets only with rod-shaped ends in the holes Heating element supports are held, with the disadvantage that even with a small difference in bias voltage between these elastic leaflets one on the heating element acting and possibly displacing the rotary force in the direction of the leaflet can arise with the stronger bias. The arrangement and mounting of the heating element is also very sensitive to mechanical shocks and ill-suited for large-scale manufacture Number of pieces because of the difficulty of adhering to the relatively short elastic leaflets Use the same pre-tensioning forces as possible with their rod-shaped ends in the bores of the heating element support.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Schwierigkeiten unter Schaffung einer fürThe invention is based on the object of the above difficulties while creating a for
die Herstellung in großen Stückzahlen geeigneten Konstruktion sowohl des Trägerbauteils als auch der elastischen Elemente und ihrer Verankerungen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß von den Enden des Heizelementes abstehende elastische Metallbänder mit ihren freien Enden an je einem Metallbügel befestigt sind, der auf senkrecht zu dem Heizelement verlaufenden Auflageflächen am Tnigerbauteil aufliegt und mit diesem lot- oder klebverbunden ist Die senkrecht zum Heizelement verlaufenden Seitenflächen des Metallbügels können dabei in im Trägerbauteil angeordnete Schlitze einschiebbar sein, und die Heizelementabstützungen in der Ebene der Oberseite des Trägerbauteils verlaufende Auflageflächen aufweisen. Ferner können die Heizelementabstützungen auch aus auf zweiseitig im Trägerbauteil gehaltenen auswechselbaren Achsstangen lagernden Zylinderelementen bestehen.the production in large numbers of suitable construction of both the carrier component and the avoid elastic elements and their anchorages. This object is achieved in that of the ends of the heating element protruding elastic metal strips with their free ends on each one Metal bracket are attached, which rests on support surfaces running perpendicular to the heating element on the Tniger component and is soldered or adhesively connected to this is The side surfaces of the metal bracket that run perpendicular to the heating element can be in im Support component arranged slots can be inserted, and the heating element supports in the plane of the Have running support surfaces on the top of the support component. Furthermore, the heating element supports can also be made on two sides in the carrier component held interchangeable axle rods bearing cylinder elements exist.
Die so ausgebildeten Metallbänder und Metallbügel lassen sich zusammen mit dem Heizelement mit dem sie eine An Portal bilden, in einfacher Weise von oben her auf den Trägerbauteil aufstecken, wobei das Heizelement auf den Heizelementauflagen liegend von den Metallbändern über diese gespannt wird, wobei sich die Metallbügel gegen die senkrechten Auflageflächen des Trägerbauteils abstützen. Die Lage des so gebildeten Portals wird durch die im Trägerbauteil vorgesehenen Schlitze für die Seitenflächen des Metallbügels bestimmtThe metal strips and metal brackets formed in this way can be combined with the heating element with which they Form a portal, in a simple manner from above on the support component, with the heating element lying on the heating element supports from the Metal bands are stretched over this, with the metal bracket against the vertical support surfaces of the Support the carrier component. The position of the portal formed in this way is determined by that provided in the carrier component Slots intended for the side surfaces of the metal bracket
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. In the drawing shows
Fig. 1 die Kathode in perspektivischer Darstellung von der Seite gesehen,Fig. 1 shows the cathode in perspective seen from the side,
Fig. 3 die Seitenansicht von Fig. 1, teilweise geschnitten der Linie Y- Y'von F i g. 2,3 shows the side view of FIG. 1, partially in section along the line Y-Y ' of FIG. 2,
Fig.4 eine andere Ausbildungsform der Kathode ebenfalls in perspektivischer Darstellung,4 shows another embodiment of the cathode, also in a perspective view,
Fig.6 die Seitenansicht von Fig.4 teilweise geschnitten nach der Linie Y- V"in F i g. 5.FIG. 6 shows the side view of FIG. 4, partially sectioned along the line Y- V "in FIG. 5.
Die Kathode nach den F i g. 1 bis 3 besteht aus dem Trägerbauteil 1, der aus keramischem Werkstoff hergestellt ist. Der Trägerbauteil besteht aus zwei parallelen Balken 2, jeweils versehen mit einer über ihre gesamte Länge verlaufenden Einkerbung 3, wobei die Außenwand der Balken an beiden Enden abgerundet ist. Die Innenseite des unteren Teils jedes der Enden der Balken 2 weist nach innen ragende Ansätze 4 auf. Von oben gesehen umgrenzen diese Ansätze eine sich nach außen trichterartig erweiternde öffnung 5. An die einander gegenüberliegenden Seiten der Balken 2 schließen sich quer zu diesen verlaufende Heizelemcntabstützungen 6 an, deren Oberseite mit der Oberseite der Balken 2 in einer Ebene liegt. Wie sich aus F i g. 3 ergibt, verlaufen die Seitenwände dieser Abstützungen von der Oberseite symmetrisch leicht gekrümmt nach unten, und der untere Teil der nach außen weisenden Seitenwand verläuft senkrecht, Die Innenseiten der Balken 2 und die der Heizelementabstützungen 6 bilden zusammen eine rechtwinklige Ausnehmung 7 mit einer Tiefe von bspw. 0,5 mm, bei einer angenommenen Gesamtlänge der Balken 2 von 9 mm. In der Mitte der Ausnehmung 7 ist die zentrale durchgehende Ausnehmung 8 vorgesehen, die hier einen Durchmesser von 1,8 mm aufweist.The cathode according to FIGS. 1 to 3 consists of the carrier component 1, which is made of ceramic material is made. The support component consists of two parallel beams 2, each provided with one over their entire length extending notch 3, wherein the outer wall of the beams is rounded at both ends. The inside of the lower part of each of the ends of the beams 2 has inwardly projecting lugs 4. from Seen above, these approaches delimit an opening 5 that widens outwards in a funnel-like manner Opposite sides of the beams 2 are joined by Heizelemcntabstützungen 6 running transversely to these, the top of which with the top the bar 2 lies in one plane. As can be seen from FIG. 3 results, the side walls of these supports run from the top symmetrically slightly curved downwards, and the lower part of the outward-facing The side wall runs vertically, forming the insides of the beams 2 and those of the heating element supports 6 together a right-angled recess 7 with a depth of, for example, 0.5 mm, assuming one Total length of the bars 2 of 9 mm. In the middle of the recess 7, the central continuous recess 8 is provided, which here has a diameter of 1.8 mm.
senkrecht verlaufenden Teils der Seitenwand der Heizelementabstützungen 6 umgrenzt zusammen mit der gegenüberliegenden Wand der beiden Ansätze 4 und den Innenwänden der Balken 2 einen Schlitz 10. Der Trägerbauteil 1 ist, wie sich aus der beschriebenen Bauform ergibt, in einfacher Weise durch Pressen herstellbar.perpendicular part of the side wall of the heating element supports 6 delimits together with the opposite wall of the two approaches 4 and the inner walls of the beams 2 a slot 10. The Carrier component 1 is, as can be seen from the design described, in a simple manner by pressing manufacturable.
In den Schlitz 10 ist ein T-förmiger Metallbügel 11 eingesetzt, der aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient gleich oder kleiner als der des Werkstoffs des Trägerbauteils ist, bspw. aus einer Legierung von Eisen- Nickel oder Eisen-Kobalt-Nickel. Der Metallbügel kann eine Stärke von bspw. 0,25 mm haben und der T-Balken eine Abmessung von 1,7 χ 1,5 mm, während der T-Steg 0,6 χ 4,0 mm groß ist DerT-Balken-Teil des Bügels 11 ragt nach oben über die Abstufung 9 der Wand der Heizelementabstützung 6 heraus und ist mit deren Fläche kleb- oder lötverbunden. Bei Anwendung einer Klebverbindung sollte ein poröser Werkstoff für den Trägerbauteil verwendet werden, und das Klebemitte! frei von Kohlenstoff oder Blei sein, bspw. ein bleifreies Glaspulver, wie Lüiglas mit geringen Mengen von Bentonit Wenn nach dem Aufbringen dieses Klebemittels der Trägerbauteil 1 und der Metallbügel U zehn Minuten bei einer Temperatur von 11000C in einer Edelgasatmosphäre, wie Stickstoff oder Argon, erhitzt werden, ist der Metallbügel 11 fest mit dem Trägerbauteil 1 verbunden. Bei Punkt 13 ist auf dem T-Steg des Metallbügels 11 ein elastisches Metallband 12 aufgeschweißt. Das nach oben weisende Ende 14 dieses Bandes, das von der Schweißstelle 13 nach außen gespreizt ist, ist nach außen abgewinkelt und dient als Halterung für das Heizelement 15. Der über der zentralen Ausnehmung 8 befindliche Mittelteil des Heizelementes 15 ist mit einer Schicht 16 aus Elektronen emittierendem Material überzogen.A T-shaped metal bracket 11 is inserted into the slot 10 and consists of a material whose coefficient of thermal expansion is equal to or less than that of the material of the support component, for example an alloy of iron-nickel or iron-cobalt-nickel. The metal bracket can have a thickness of, for example, 0.25 mm and the T-bar a dimension of 1.7 1.5 mm, while the T-bar is 0.6 4.0 mm in size. The T-bar part of the bracket 11 protrudes upwards over the step 9 of the wall of the heating element support 6 and is glued or soldered to the surface thereof. When using an adhesive connection, a porous material should be used for the carrier component, and the adhesive center! be free of carbon or lead, e.g. a lead-free glass powder, such as Lüiglas with small amounts of bentonite.If, after this adhesive has been applied, the carrier component 1 and the metal bracket U for ten minutes at a temperature of 1100 ° C. in a noble gas atmosphere such as nitrogen or argon , are heated, the metal bracket 11 is firmly connected to the carrier component 1. At point 13, an elastic metal band 12 is welded onto the T-bar of the metal bracket 11. The upwardly facing end 14 of this band, which is spread outward from the weld 13, is angled outwards and serves as a holder for the heating element 15. The central part of the heating element 15 located above the central recess 8 is covered with a layer 16 of electrons coated with emissive material.
Das bandförmige Heizelement 15 wird über die Heizelementabstützungen 6 auf den Trägerbauteil 1 gespannt Die über die Abstützungen 6 hinausragenden Enden des Heizelementes sind nach unten gebogen, während der zwischen den Abstützungen verlaufende Teil parallel zur Ebene der Oberseite des Trägerbauteils 1 verläuft Die Unterseite jedes der nach unten gebogenen Enden 15a des Heizelementes 15 und die obere Seite der Abwinkelungen 14 des elastischen Metallbandes 12 sind durch Punktschweißung miteinander verbunden. Die PunktschweiQung wird vorgenommen, während das elastische Metallband 12 von außen gegen den Metallbügel 12 gepreßt wird. Auf diese Weise wird erreicht daß die Schicht 16 auf dem Heizelement 15 mittig über der zentralen Ausnehmung 8 gehalten wird. Das Heizelement besteht aus einer Metallegierung, bspw. aus einer Nickel-Wolfram- oder Nickel-Molybdän-Eisen-Legierung, die auch bei hohen Temperaturen ihre Zugfestigkeit behält.The band-shaped heating element 15 is attached to the carrier component 1 via the heating element supports 6 stretched The ends of the heating element protruding beyond the supports 6 are bent downwards, while the part running between the supports is parallel to the plane of the upper side of the carrier component 1 extends the underside of each of the downwardly bent ends 15a of the heating element 15 and the upper side of the bends 14 of the elastic metal band 12 are spot welded to one another tied together. The spot welding is carried out while the elastic metal band 12 is from the outside is pressed against the metal bracket 12. In this way what is achieved is that the layer 16 is held on the heating element 15 centrally above the central recess 8 will. The heating element consists of a metal alloy, e.g. a nickel-tungsten or nickel-molybdenum-iron alloy, which retains its tensile strength even at high temperatures.
Die auf der Oberseite der beiden Balken 2 des Trägerbauteils 1 angeordneten Einkerbungen 3 dienen zusammen mit den Heizelementabstützungen 6 dazu, einen Teil des Niederschlages der Materialverdampfung aufzunehmen, die von der Elektronen emittierendenThe notches 3 arranged on the top of the two bars 2 of the carrier component 1 are used together with the heating element supports 6, part of the precipitate of the material evaporation absorb that from the electron-emitting
- Schicht 16 ausgeht.- Layer 16 runs out.
Die erwähnte, durch die Ansätze 4 des Trägerbauteils 1 gebildete, trichterförmige öffnung zwischen den beiden Balken 2 des Trägerbauteils 1 erlaubt die Durchführung der beschriebenen Punktschweißung derThe aforementioned funnel-shaped opening formed by the projections 4 of the support component 1 between the two bars 2 of the support component 1 allows the implementation of the spot welding described
"· Enden 15a des bandförmigen Heizelementes 15 mit den Abwinkelungen 14 der elastischen Metallbänder IZ Wie aus den Fig.2 und 3 zu ersehen ist, können alte Teile leicht symmetrisch zueinander in Bezug zu den eingezeichneten Achsen X-X', Y- Y' und Z-Z' so"· Ends 15a of the band-shaped heating element 15 is connected to the angled portions 14 of the elastic metal strips IZ As seen in Figure 2 and seen 3 may old parts easily symmetrical to each other with respect to the drawn axes X-X ', Y, Y' and ZZ ' so
>> befestigt werden, daß die maßhaltige Anordnung des Heizelementes 15 gewährleistet ist Darüber hinaus gewährleistet die beschriebene Befestigung an den Metallbügeln 11, ihrerseits an dem Trägerbauteil 1 unter Zwischenschaltung der elastischen Metallbänder 12>> be attached so that the dimensionally accurate arrangement of the Heating element 15 is guaranteed In addition, ensures the described attachment to the Metal brackets 11, in turn on the carrier component 1 below Interposition of the elastic metal bands 12
'-" befestigt die verschiebungsfreie Beff .igung des Heizelementes 15.'- "attaches the non-shifting attachment of the heating element 15th
Die Kathode wird in bekannter Weise in das erste zylindrische Gitter einer Kathodenstrahlröhre eingesetzt und unter Verwendung eines Zwischenstückes mitThe cathode is inserted into the first cylindrical grid of a cathode ray tube in a known manner and using an adapter with
-i der inneren Zylinderwand des Gitters verbunden.-i connected to the inner cylinder wall of the grid.
Bei der Ausbildungsform nach den F i g. 4 bis 6 sind die gleichen Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wie die entsprechenden Bauteile der Ausbildung nach den F i g. 1 bis 3. In din quer zu denIn the form of training according to FIGS. 4 to 6 are the same components with the same reference numerals denotes how the corresponding components of the training according to the F i g. 1 to 3. In din across the
.1° Einkerbungen 3 verlaufenden Einkerbungen 17 befinden sich Achsstangen 18 aus leitendem Werkstoff, auf denen Zylinderelemente 19 lagern, die hier die Aufgabe der Heizelementabstützung 6 des vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiels übernehmen. Bei dieser.1 ° notches 3 extending notches 17 are axle rods 18 made of conductive material on which Store cylinder elements 19, which here have the task of heating element support 6 of the previously described Take over the embodiment. At this
.'> Ausbildungsform liegt die Oberseite des die zentrale Ausnehmung 8 umgebenden, zwischen den Einkerbungen 17 liegenden Abschnitts 20 des Trägerbauteils in einer Ebene mit der Oberseite der Balken 2, wobei die Einkerbungen 17 so angeordnet sind, daß das Zylinderelement 19 diesen zentralen Abschnitt 20 nicht berührt.. '> Form of training lies the top of the central The section 20 of the carrier component surrounding the recess 8 and lying between the notches 17 in FIG a plane with the top of the beams 2, the notches 17 being arranged so that the cylinder element 19 does not affect this central section 20.
B„-i dieser Ausbildungsform kann der AbstandB "-i this form of training can be the distance
zwischen dem bandförmigen Heizelement 15 und der Oberseite des Trägerbauelementes 1 dadurch eingestellt werden, daß Achsstangen 18 von unterschiedlichem Durchmesser in das Zylinderelement 19 eingesetzt werden. Ferner werden Deformationen des Heizelementes, die durch Ausdehnung oder Zusammenziehen während des Betriebes oder nach dem Abschalten eintreten, durch die Wirkung des drehbar gelagertenbetween the band-shaped heating element 15 and the top of the carrier component 1 thereby set that axle rods 18 of different diameters are inserted into the cylinder element 19 will. Furthermore, deformations of the heating element caused by expansion or contraction occur during operation or after switching off, due to the action of the rotatable
s" Zylinderelementes 19 aufgefangen und so wird das Heizelement 15 vor Schaden geschützt, die sonst bei einer Berührung mit der Oberseite des Trägerbauelementr; ' auftreten könnten. Darüber hinaus verhindert dieses Auffangen, daß sich die Punktschweißverbindung The cylinder element 19 is captured and the heating element 15 is thus protected from damage which could otherwise occur if it touches the top of the carrier component
•s-s der Abwinkelung 14 des elastischen Metallbaues 12 mit dem Ende 15a des Heizelementes 15 lockert.• s - s of the bend 14 of the elastic metal structure 12 with the end 15a of the heating element 15 loosens.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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Legal Events
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| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP |