die Kathodenstrahlröhre im Detail
Die braunsche Röhre, wurde erfunden und hergestellt um Spannungsänderungen visuell sichtbar zu machen. Eine wunderbare Angelegenheit, wie ich finde. Meine ersten Gehversuche im Bereich dieser Röhren habe ich erst im April.2011 gemacht, war aber erstaunt, wie schnell und unproblematisch einige Regungen aus dieser Röhre herauszukitzeln sind.
Von meinem Freund Jochen, habe ich einen zerbrochenen Röhrenhals mit der kompletten Elektronenkanone und dem Ablenksystem von ihm bekommen. Die beste Gelegenheit, um einfach mal wirklich ALLES dieser Röhre im Detail zu betrachten. Viel Spaß! PS: hier zeige ich nur den physischen Aufbau! Ich möchte nicht primär auf die Elektrischen Begebenheiten eingehen. Im Text schreibe ich von einer PDF Chuck Devere:"Oscilloscope Cathode-Ray Tubes", Tektronix...da steht wirklich ALLES drinnen! :-)
Auf diesen beiden Bildern sieht man eine typische Oszillographenröhre. Es ist eine DP 10-14.
Sie ist ein ganz besonderes Stück, da sie nicht wie üblich und bekannt in grün flouresziert.
In diesem Fall fouresziert sie in blau und leuchtet in Grün nach. Das Grüne Nachleuchten wurde bei
dieser Röhre benutzt um in ihrer Funktion als Radarbildschirm kurze und einmalige Ereignisse
besser sehen zu können.
Das untere, schmale Bild zeigt meine ersten bescheidenen Versuche mit der Röhre einen
Sinus darzustellen. Ganz deutlich, sieht man neben dem starken Sinus einen sehr schwachen
Sinus. Dies ist der Strahlrücklauf der horizontalen Ansteuerung, welche ich ebenfalls mit
einem Sinussignal gemacht habe.
Dieses System (Elektronenkanone), ist weder der auf dem ersten Bild, noch jener
welchen ich weiter beschreibe, jedoch zeigt dieses Bild aus Wikipedia (is von mir!)
am besten den Aufbau der Röhre. Man erkennt sehr gut alle Einzelheiten wie die einzelnen
"Ringe" um den Elektronenstrahl zu streuen, um ihn anschließend zu bündeln um ihn
nun durch den Ring der ersten Anode zu beschleunigen und als vorletzten Schritt zu
lenken.
Der letzte Schritt besteht in der Nachbeschleunigung durch eine Hochspannung von meheren tausend Volt!
(zu der Nachbeschleunigung später mehr)
Um dieses hübsche Teil geht es in diesem Fall. Hier sind die Einzelteile die für die
Elektronenstrahlerzeugung und deren fukussierung zuständig sind, deutlicher erkennbar.
Ganz links sieht man den Sockelfuß mit den Stiften für die Fassung. Mittig sieht man
die einzelnen "Ringe". Der erste Ring bei 7cm ist der Wehneltzylinder. Der nächste
und übernächste dient der Bündelung. Anschließend folgt die Anode und dann die Ablenkplatten.
Als nächstes hab ich den Knippex gezückt und ruck zuck das ganze Strahlsystem vom
seinem Sockel getrennt. Mittig von den abgeknipsten Stiften sieht man ein kleines "Loch".
Hier verschwinden keine Planeten, dies ist einfach nur der Pumpstutzen, an dem das
Vakuum der Röhre gesogen wird ;-)
Fangen wir einfach mal von hinten an. Auf diesem Bild, blickt man direkt auf
die Heizung mit ihrer Kathode, welches direkt mit dem ersten silberfarbenen Zylinder
(Wehnelt) vernietet ist.
Zu sehen ist die Heizung(blau), Kathode(nicht sichtbar) und der Wehneltzylinder(grün).
Die roten Pfeile zeigen die Stützen, mit der das System befestigt wurde.
Entgegen der Reihenfolge, fange ich hier mit dem Wehneltzylinder an. Der rote Pfeil
zeigt deutlich wie groß die Kathode ist.
Zu sehen ist die Heizung mit der Kathode. Der rote Pfeil zeigt die Kathode, an deren Oberfläche
ein weißliches Pulver aufgebracht ist.
Auch, könnte man annehmen, das die Stützen (blauer Pfeil) für die Heizung
mit dem Wehneltzylinder verbunden ist, welcher an dem Ring (grüner Pfeil)
angenietet ist. Dem ist aber nicht so.
Nachdem ich mit einem Freund Telefoniert habe und wir beide recht verwundert
waren über diese Tatsache, das der Wehneltzylinder elektrisch mit
der Heizung verbunden sein soll, half mir Chuck Devere:"Oscilloscope Cathode-Ray Tubes", Tektronix den Fall zu lösen.
Auf der Seite 8 (Dokumentenseite), steht etwas von einem "Ceramic Heater Support". Und siehe da (nächstes Bild)
Die Kathode ist in diesem Fall ein bisschen positiver als der Wehneltzylinder, wodurch die Elektronen
beschleunigt werden. Details sind der PDF zu entnehmen!
Was für ein schönes Bild! Hier durchleuchte ich das Teil mit einer roten
Leuchte. Der grüne Pfeil zeigt den "Ceramic Support" aus Glas ;-), wodurch zwischen
den beiden blauen Pfeilen keine elektrische Verbindung besteht!
In dem Glas, stecken auch die "Stützen", an dem die Heizung angepinnt ist.
Im Detail ist der gewendelte Heizfaden zu erkennen, welcher mit einer grauen
Masse überzogen wurde. Ich vermute das es zur Elektrischen Isolation und zur
mechanischen Stabilisation dienen soll.
Die Länge beträgt etwas weniger als 10mm.
Diese Elektrode dient als erstes der optischen Fukussierung. Dieser Ring hat ein noch positiveres
Potential um die Elektronen weiter zu beschleunigen.
Dieser Elektrodenring dient weiterhin noch der fukussierung des Elektronenstrahls.
Daneben ist deutlich der Gettering zu sehen. Es dient dazu, das Vakuum in der Röhre möglichst lange
aufrecht zu erhalten, indem freie Gasmoleküle gebunden werden. Gelangt Luft in die Röhre, findet
eine starke Oxidation des Gettermaterials statt, was einen weißen Belag zur Folge hat.
Dies ist eine zerbrochene PL504 Röhre, welche im Überlastbetrieb mit hochroten Anodenblechen
ihren Dienst mit einem Knall beendet hat. Durch die enorme Hitze hat das Getter eine extra starke und
heftige Oxidation erfahren, was diesen starken weißen Belag erzeugte.
Dieser Ring beschreibt die Anode, welche auf einem hohem positiven Potential liegt. Die bekannte
"Hochspannung" zur letzten Nachbeschleunigung wird an der mit Graphit beschichteten Innenschicht des Glaskolben
angeschlossen. Dadurch erhalten die Elektronen noch einen enormen Schubs nach vorne und zeichnen den Strahl nun
noch intensiver ab. Ergo...je höher die Nachbeschleunigerspannung ist, um so stärker muss das Signal an den
Ablenkplatten sein, um den Strahl abzulenken. Aber z.B. bei einer kleinen Miniosziröhre mit einem Durchmesser von 3cm,
währe dieser Ring die letzte Anode!
Hier sieht man die letzte "Front" vor den Ablenkplatten. Der grüne Pfeil zeigt schon die ersten X Platten.
Hier noch einmal im Detail.
Durch diese Keramikröhrchen wurden die internen Anschlussdrähte der Ablenkplatten in den Sockelfuß geleitet.
Hier hab ich mal die Ablenkplatten abgeknipst. Die kleinen, inneren Platten (grüner Pfeil) sind jene, die für die
vertikale Ablenkung zuständig sind. Im Gegenzug, die mit dem roten Pfeil, sind jene für die Horizontale
Ablenkung.
Ein Einstrahlsystem in all seinen Einzelheiten. Auch schön zu erkennen die Größenverhältnisse.
Lieber Jochen, vielen Dank für die Strahlenkanone!
Lieber Wolfgang, vielen Dank für deine geduldige Hilfe!
Lieber Herr Braun, vielen Dank für die tolle Idee! ;-)
mit freundlicher Unterstützung von Jogis Röhrenbude
Dieser Artikel wurde im Mai.2011 geschrieben und stellt meinen Kenntnisstand da. Es kann also durchaus sein, das später einiges ergänzt wird.
Chuck Devere:"Oscilloscope Cathode-Ray Tubes", Tektronix
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Di / 17.04.2024
