DE1026435B - Vorratskathode und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorratskathode sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Es sind Vorratskathoden bekannt, welche aus einem zur Aufnahme des Aktivierungsmaterials dienenden Raum und aus einem diesen Raum vom Entladungsraum trennenden porösen Körper bestehen, bei welchen außer den Poren des porösen Körpers keine anderen Öffnungen zwischen dem Vorrats- und dem Entladungsraum vorhanden sind. Bei diesen sogenannten »L«-Kathoden war es jedoch umständlich, den Zusammenbau einfach und schnell durchzuführen, weiterhin war einerseits die Halterung des porösen Körpers, andererseits die Anordnung des Heizraumes mit Schwierigkeiten verbunden. So wurde z. B. die Anwendung eines einzigen Molybdänzylinders als Kathodenkörper vorgeschlagen. Der Zylinder wurde in der Mitte mittels einer zur Zylinderachse senkrechten Platte in zwei Teile getrennt. In der unteren Hälfte wurde der Heizkörper untergebracht, in der oberen Hälfte das Aktivierungsmaterial. Das obere Ende des Zylinders wurde durch einen an diesem befestigten porösen Körper abgeschlossen. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei welchen der ebenfalls zylindrische, an einem Ende offene Kathodenkörper am anderen Ende mit einer muldenförmigen Abschlußplatte abgeschlossen war. Bei dieser Kathode befindet sich das Aktivierungsmaterial in der Mulde, welche mit dem porösen Wolframkörper an der entsprechenden Kante des Zylinders abgeschlossen wurde. Diese Anordnung hatte den Nachteil, daß die Poren des porösen Körpers an der Mantelfläche desselben durch einen besonderen Arbeitsgang nachträglich geschlossen werden mußten. Ferner war es schwierig, den porösen Körper an den zylinderförmigen Kathodenkörper durch Punktschweißung zu befestigen.

Es ist weiterhin eine Kathode bekannt gewesen, bei welcher nicht nur der Deckel zum Durchlaß des in der Kathode befindlichen Emissionsstoffvorrates gesintert ist, sondern bei der auch der ganze Behälter aus dicht gesintertem Material bestehen soll, in dessen Boden außerdem ein Heizkörper eingebettet ist. Diese Kathode hat den -Nachteil, daß absolut dichte Sinterkörper nicht einfach herzustellen sind. Die Herstellung ist auch schwierig, wenn es sich um sehr kleine Kathoden handelt. Die Substanzen in der Kathode wandern auch in die gesinterte Behälterwandung, und bei dem in einen solchen Körper eingebetteten Heizelement entstehen leicht infolge von Undichtigkeiten unerwünschte Nebenströme. Infolge verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Heizdrahtes und des Sinterkörpers werden weitere Schwierigkeiten hervorgerufen. Die Wärmekapazität einer solchen Kathode ist außerdem wesentlich größer als bei anderen Kathoden, wodurch eine Verlängerung der Aufheizzeiten Vorratskathode und Verfahren
zu deren Herstellung

Anmelder:

Egyesült Izzolämpa es Villamossägi
Reszvenytärsasag, Budapest

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,

Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Februar 1954

Dipl.-Ing, Ernö Winter, Budapest,
ist als Erfinder genannt worden

entsteht und bei den vorher erwähnten unerwünschten Nebenströmen eine ungleichmäßige Heizung.

Durch die Erfindung werden die bei den bekannten Kathoden vorhandenen Nachteile vermieden.

Die Vorratskathode gemäß Erfindung, deren Aktivierungsmaterial durch die Poren eines porösen Körpers auf die Kathodenfläche gelangt, ist durch zwei ineinander angeordnete Gefäße, verschiedener Größe aus Metallblech gekennzeichnet, von denen das kleinere Gefäß das Aktivierungsmaterial und einen darüber angeordneten porösen Körper, z. B. aus Wolfram, und das größere Gefäß das kleinere und den als flache Spirale ausgebildeten Heizkörper enthält.

Ein Ausführungsbeispiel der Kathode nach der Erfindung zeigt die Zeichnung in schematischer Darstellung, in welcher

Fig. 1 einen Schnitt der -Kathode in vergrößertem Maßstab und

Fig. 2 den Heizkörper zeigt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht die Kathode aus zwei ineinandergeschobenen Gefäßen. Das innere Gefäß 1 ist an entsprechender Stelle mit einer kreisrunden Wulst 2 versehen. In diesem Gefäß 1 befindet sich das Aktivierungsmaterial 3. Als Aktivierungsmaterial wird vorteilhaft ein bei derartigen Kathoden übliches Material verwendet. Über dem Aktivierungsmaterial befindet sich der poröse Körper 4, welcher auf der Wulst 2 aufliegt. Der poröse Körper wird aus Wolfram, Molybdän öder einem anderen

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hochschmelzenden Metall oder einer Legierung hergestellt. Der obere Rand des Gefäßes 1 ist auf den porösen Körper aufgebördelt und hält denselben auf seiner auf die Wulst 2 gestützten Lage fest.

Das Gefäß 1 ist in einem größeren Gefäß 5 untergebracht. Auch in diesem Gefäß ist eine kreisrunde Wulst 6 vorgesehen, auf welcher das Gefäß 1 unten aufliegt. In diesem zweiten Gefäß 5 befindet sich die Heizspirale der Kathode. Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen ist die Heizspirale flach. Die beiden Enden der Heizspirale sind durch Bohrungen des Bodens des Gefäßes 5 durchgeführt. Über dem Boden des Gefäßes 5, unterhalb der Heizspirale kann zweckmäßig ein Wärmeisolator 7, z. B. ein Keramikplättchen, angeordnet werden. Die Oberkante des Gefäßes 5 wird auf den umgebördelten Rand des Gefäßes 1 aufgebördelt. Diese Bördelung sowie die Wulst 6 halten das Gefäß 1 in der vorgeschriebenen Lage fest.

Das Gefäß 5 umhüllt die Kathode mit Ausnahme der Oberfläche des porösen Körpers 4, welche die ao eigentliche emittierende Fläche der Kathode darstellt. Die noch in der Abbildung dargestellten Teile der Kathode dienen lediglich zur Halterung derselben in der Entladungsröhre. Die Befestigung der Kathode kann auch auf andere Weise erfolgen.

Um die Kathode zu befestigen, wird die Lage des Gefäßes 5 im Wehneltzylinder 14 durch die Keramikscheibe 9 gesichert. Die Keramikscheibe 9 ist einerseits am Gefäß 5 mit Hilfe von Ringen 10, 11 und andererseits am Wehneltzylinder durch die Ringe 12, 13 befestigt. Diese Befestigungsringe können z. B. durch Punktschweißung an den entsprechenden Metallteilen festgemacht werden.

Die Kathode wird wie folgt hergestellt. Im Gefäß 1 wird eine Wulst 2 nach einem bekannten Verfahren angebracht, anschließend wird das Aktivierungsmaterial 3 eingefüllt, sodann der poröse Wolframkörper 4 eingesetzt und schließlich die obere Kante kreisrund auf den porösen Körper umgebördelt. Anschließend wird im Gefäß 5 die Wulst 6 nach einem beliebigen Verfahren, z.B. durch Prägung, hergestellt. Falls auch eine Keramikscheibe 7 Anwendung findet, so ist es zweckmäßig, diese vor der Prägung der Wulst 6 in das Gefäß einzusetzen. Sodann wird der zweckmäßig aus Wolfram hergestellte und mittels Aluminiumoxyd isolierte Heizfaden in das Gefäß eingesetzt. Alsdann wird das Gefäß 1 mit dem Aktivierungsmaterial und dem porösen Körper in das Gefäß 5 eingeschoben und schließlich der obere Rand des Gefäßes 5 kreisrund auf den bereits umgelegten Rand des Gefäßes 1 aufgebördelt.

Falls die Befestigung der Kathode in der in der Zeichnung dargestellten Weise erfolgt, so kann nach folgendem \?erfahren vorgegangen werden: Zuerst wird der untere Befestigungsring 11 an dem Gefäß 5 durch z. B. Punktschweißung befestigt, dann wird die Keramikplatte 7 im Gefäß untergebracht, die Wulst 6 ausgebildet, die Keramikscheibe 9 auf das Gefäß aufgezogen und die Scheibe durch Montierung des oberen Halteringes 10 befestigt. Erst dann wird das Gefäß 1 in dem Gefäß 5 in der oben beschriebenen Weise angeordnet.

Einer der Halteringe, z. B. der Ring 12, wird am Wehneltzylinder 14 schon vorher befestigt, wobei der Haltering 13 erst nach Einsetzen der Keramikscheibe 9 zu befestigen ist. Die Gefäße 1 und 5 sowie auch die Halteringe 10,11,12,13 werden zweckmäßig z. B. aus Molybdän oder aus einem anderen in der Vakuumtechnik gebräuchlichen Material, eventuell z. B. aus Nickel, angefertigt. Die Keramikscheibe wird ebenfalls aus in der Vakuumtechnik üblichem keramischem Stoff hergestellt.

Die wesentlichen \?"orteile der Kathode nach der Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden: Durch die Verwendung von einfachem Metallblech für die Gefäßwandungen mit Ausnahme des porösen Wolframkörpers wird eine sehr einfache und genaue Herstellung ermöglicht. Die Einbringung des aktivierenden Stoffes und des Heizelementes ist ebenfalls einfach. Die Kathode hat auch eine kleine Wärmekapazität. Weiterhin wird durch die Verwendung von Blech ein Sinterverfahren od. dgl. und damit eine von vornherein mögliche Undurchlässigkeit des Gefäßwände vermieden. Durch Verwendung eines flachen Heizkörpers kann auch die Kathodenarmatur verkürzt und dadurch der bei den bisherigen Kathoden entstehende tote Raum beseitigt werden. Die Heizung wird intensiver, und demzufolge kann der Heizkörper dank dem höheren Wirkungsgrad verkürzt werden. Die Montage ist durch die zwei ineinanderschiebbaren Gefäße ebenfalls erleichtert und erleichtert somit auch wesentlich die Massenherstellung. Die entsprechenden Wülste fixieren die Gefäße und dadurch auch den porösen Körper vollkommen eindeutig. Bei Anwendung einer Punktschweißung bei solchen Anordnungen war bisher keine geeignete Methode bekannt, mit Sicherheit das gleiche zu erreichen. Durch die Ausbildung von zwei Flanschen befindet sich auf dem porösen Körper am oberen Rand des Kathodengefäßes eine Doppelbördelung, wodurch erreicht wird, daß der Weg aus dem Vorratsraum für den aktiven Stoff tatsächlich nur durch die Poren des porösen Körpers führt.

Versuche haben gezeigt, daß diese Kathoden in Massenproduktion hergestellt werden können und daß sie für Sicherheits- und Dauerbetrieb geeignet sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorratskathode, deren Aktivierungsmaterial durch die Poren eines porösen Körpers auf die Kathodenoberfläche gelangt; gekennzeichnet durch zwei ineinander angeordnete Gefäße (1, 5) verschiedener Größe aus Metallblech, von denen das kleinere Gefäß (1) das Aktivierungsmaterial (3) und einen darüber angeordneten porösen Körper (4), z. B. aus Wolfram, und das größere Gefäß (5) das kleinere (1) und den als flache Spirale ausgebildeten Heizkörper enthält.

2. Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des porösen Körpers im kleineren Gefäß einerseits durch eine in der Mantelfläche des Gefäßes ausgebildete kreisrunde Wulst und andererseits durch die kreisrund umgebördelte Oberkante des Gefäßes festgelegt ist.

3. Vorratskathode nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des kleineren Gefäßes im größeren einerseits durch eine in der Mantelfläche des größeren Gefäßes kreisrund eingeprägte Wulst und andererseits durch die kreisrund umgebördelte Oberkante des größeren Gefäßes festgelegt ist,

4. Vorratskathode nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil des Gefäßes (5) eine Isolierplatte, z. B. Keramikplatte (7), unter dem Heizkörper angeordnet ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Vorratskathode gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst im kleineren Gefäß (1) eine Wulst (2) eingeprägt, das Aktivierungsmaterial im kleineren Gefäß untergebracht, der poröse Körper eingesetzt und der obere Rand des Gefäßes

kreisrund umgebördelt, anschließend am größeren Gefäß vorteilhaft ein die Lage der Kathode in der Röhre festlegender Haltering befestigt, gegebenenfalls eine Wärmeisolierplatte (7) im Gefäß eingesetzt, alsdann eine Wulst (6) zur Halterung des inneren Gefäßes (1) ausgebildet, der Heizkörper eingesetzt, eventuell gleichzeitig eine Keramikscheibe am Gefäß (5) vorgesehen und mit einem zweiten Ring befestigt und schließlich das kleinere Gefäß

in das größere Gefäß eingeführt, der obere Rand des größeren Gefäßes auf dem bereits umgebördelten Rand des kleineren Gefäßes umgebördelt und die so fertiggestellte Kathode in der Entladungsröhre selbst in an sich bekannter Weise befestigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 890 390.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen