DE1110325B

DE1110325B - Process for applying emission paste to tubular cathode shells for indirectly heated flat and profile cathodes and apparatus for carrying out the process

Info

Publication number: DE1110325B
Application number: DES66918A
Authority: DE
Inventors: Michael Lopatka
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-02-03
Filing date: 1960-02-03
Publication date: 1961-07-06

Description

Verfahren zum Aufbringen von Emissionspaste auf rohrförmige Kathodenhülsen für indirekt geheizte Flach-und Profilkathoden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung, mit deren Hilfe es möglich ist, die Schichtträger für mittelbar geheizte Glühlrathoden, insbesondere Oxydkathoden, mit einer glatten, dichten und in der Dicke gleichmäßigen Schicht aus Emissionspaste (-masse) zu versehen und dabei eine gute Haftfestigkeit der Schicht zu erzielen, d. h., Oxydkathoden herzustellen, die für modernste gittergesteuerte Verstärkerröhren mit sehr kleinem Gitter-Kathoden-Abstand geeignet sind. Es sind an sich sehr verschiedenartige Verfahren für diesen Zweck entwickelt worden. Das bekannteste und am meisten angewandte ist das sogenannte Sprüh- oder Spritzverfahren. Abgesehen davon, daß bei diesem Verfahren ein hoher Verbrauch an Emissionsmasse und Lösungsmitteln und verhältnismäßig große Schichtdickeschwankungen auftreten und daß mit ihm nur eine sehr unscharfe Begrenzung der Sprühschichtlänge erreicht wird, können mit ihm nur Schichten hergestellt werden, deren Oberfläche eine verhältnismäßig starke Rauhigkeit aufweisen. Gegenüber diesem bekannten Sprühverfahren bietet das kataphoretische Bedecken von Kathodenhülsen mit Emissionsmasse gewisse Vorteile hinsichtlich Oberflächengüte und Materialverschleiß. Jedoch ergeben sich auch bei diesem Verfahren Schwierigkeiten, insbesondere hinsichtlich der genaueren Begrenzung der Bedeckungslänge und vor allem wegen der Notwendigkeit, den Innenraum der Kathodenhülse während des Bedeckungsvorganges derart abzudichten, daß dieser von jeglicher Emissionspaste frei bleibt.Process for applying emission paste to tubular cathode sleeves for indirectly heated flat and profile cathodes and device for implementation of the method The invention relates to a method and an apparatus, with the help of which it is possible to create the substrate for indirectly heated incandescent cathodes, especially oxide cathodes, with a smooth, dense and uniform thickness To provide a layer of emission paste (mass) and thereby a good adhesive strength to achieve the layer, d. i.e. to manufacture oxide cathodes for the most modern grid-controlled Amplifier tubes with a very small grid-cathode distance are suitable. There are per se very different processes have been developed for this purpose. That the best known and most widely used is the so-called spraying or spraying process. Apart from the fact that with this method a high consumption of emission mass and solvents and relatively large fluctuations in layer thickness occur and that with it only a very fuzzy limitation of the length of the spray layer is achieved is, it can only be used to produce layers with a surface that is relatively have strong roughness. Compared to this well-known spray process, this offers cataphoretic covering of cathode sleeves with emission mass has certain advantages in terms of surface quality and material wear. However, this also results in difficulties with this method, in particular with regard to the more precise limitation the length of the covering and, above all, because of the need for the interior of the cathode sleeve to seal during the covering process in such a way that it is free of any emission paste remains free.

Es ist deshalb ein Verfahren zum Aufbringen von Emissionspaste auf rohrförmige Schichtträger von Glühkathoden bekanntgeworden, bei dem ein mit Emissionspaste benetzter flächenhafter Abstreifer mit einer um ihre waagerecht angeordnete Achse rotierenden Kathodenhülse unter Federdruck in Berührung gebracht und die auf der Abstreiferfläche befindliche Emissionspaste zu einem Teil auf die Kathodenhülse übertragen wird. Dabei kann das Aufbringen der Emissionspaste gleichzeitig durch Abstreifen und durch kataphoretische Abscheidung erfolgen. Es erweist sich jedoch als technisch schwierig, mit dem federnd gegen die rotierende Kathodenhülse drückenden Abstreifer gleichmäßige Schichten zu erzeugen; insbesondere gelingt es nicht, eine nennenswerte Naht an derjenigen Stelle der Oberfläche zu vermeiden, an welcher der Abstreifer sich nach Beendigung des Abstreifvorganges (Aufbringvorgang) von der aufgebrachten Schicht trennt. Für die recht ungünstige Ausbildung einer derartigen Naht ist vor allem der Umstand maßgeblich, daß bei diesem bekannten Verfahren die Emissionspaste zur Erzielung einer ausreichenden Haftung stark viskos bzw. relativ teigig und die Oberfläche des Abstreifers sehr rauh sein muß.It is therefore a method of applying emission paste tubular support of hot cathodes has become known, in which one with emission paste wetted flat scraper with a horizontally arranged axis rotating cathode sleeve brought into contact under spring pressure and the on the Part of the emission paste located on the wiper surface is applied to the cathode sleeve is transmitted. The application of the emission paste can be carried out at the same time Stripping and done by cataphoretic deposition. It turns out, however technically difficult, with the resilient pressing against the rotating cathode sleeve Scrapers to create even layers; in particular it does not succeed in a to avoid significant seam at that point on the surface where the After the end of the stripping process (application process), the wiper moves away from the applied layer separates. For the very unfavorable training of such a Seam is primarily the fact that in this known method the Emission paste to achieve adequate adhesion highly viscous or relatively doughy and the surface of the scraper must be very rough.

Es ist außerdem ein anderes Verfahren zum Aufbringen einer Emissionsschicht auf rohrförmige Schichtträger von mittelbar geheizten Kathoden bekanntgeworden, bei dem die Emissionspaste aus dem Bedeckungsgefäß über eine rotierende Rolle auf den jeweiligen sich gleichfalls drehenden Schichtträger befördert wird und bei dem zur Vermeidung einer Naht bei Beendigung des Bedeckungsvorganges der Emissionspastefilm auf der rotierenden Rolle durch einen Luftstrom jeweils abgestreift wird. Um jedoch bei dem bei diesem Verfahren notwendigen Abstand von etwa 1,5 mm zwischen der Bedeckungsrolle und der betreffenden rotierenden Kathodenhülse noch eine ausreichende Berührung durch die Emissionspaste zu bekommen, muß ähnlich wie bei dem vorher erwähnten, auch bei diesem bekannten Verfahren die Emissionspaste hochviskos bzw. erheblich teigig beschaffen sein. Dies hat zum Nachteil, daß die Stärke der einzelnen aufgebrachten, zusammen die eigentliche Emissionsschicht ergebenden Lagen (Anzahl der Umdrehungen) relativ groß bzw. die für eine Schicht benötigte Anzahl Lagen relativ gering ist und daß deshalb die Dicke der so hergestellten Gesamtschicht in sich oder auch von Kathode zu Katkode ungleichmäßig beschaffen ist (Exemplarstauung). Außerdem haftet diesem Verfahren vor allem der Nachteil an, daß die zum Vorgang des Pasteübertragens benötigte, ständig mit Emissionspaste benetzte Fläche im Vergleich zur eigentlichen Kathodenoberfläche relativ groß, etwa zehnmal so groß ist, so daß ständig eine erhebliche Verdunstung an Lösungsmitteln bzw. eine Verkrustung dieser Fläche und damit eine Verunreinigung bzw. ein Ungleichmäßigwerden der aufzutragenden Paste eintritt.It is also another method of applying an emission layer became known on tubular substrates of indirectly heated cathodes, in which the emission paste from the covering vessel on a rotating roller the respective likewise rotating layer support is conveyed and in which to avoid a seam at the end of the covering process of the emission paste film is wiped off on the rotating roller by a stream of air. To however with the necessary distance of about 1.5 mm between the cover roller in this process and the relevant rotating cathode sleeve still has sufficient contact to get through the emission paste must be similar to the one previously mentioned, In this known method, too, the emission paste is highly viscous or considerable be doughy. This has the disadvantage that the strength of the individual applied, together the actual emission layer resulting in layers (number of revolutions) relatively large or the number of layers required for a layer is relatively small and that therefore the thickness of the total layer produced in this way or of Cathode to cathode is unevenly designed (specimen stowage). In addition, is liable the main disadvantage of this process that the process area required for paste transfer and constantly wetted with emission paste in comparison to the actual cathode surface is relatively large, about ten times as large, so that constant evaporation of solvents or an encrustation of these Surface and thus a contamination or a non-uniformity of the to be applied Paste enters.

Darüber hinaus ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der an einem periodisch bewegbaren Rundlauftisch regelmäßig verteilt um eine waagerechte Achse rotierende Kathodenhülse derart mit einer Einissionspasteschicht bedeckt werden, daß eine V-förmige Aufnahme an einem schwenkbaren Hebel abwechselnd in ein Benetzungsgefäß eintaucht, sich benetzt und gegen die Kathodenhülse gehalten wird, um einen Teil seiner anhaftenden Paste abzugeben. Dieses Verfahren hat unter anderem den wesentlichen Nachteil, daß sich mit technisch einfachem Aufwand nur für Kathodenhülsen mit etwa kreisrundem Ouerschnitt angewendet werden kann.In addition, a device has become known in which on a periodically movable rotary table regularly distributed around a horizontal axis rotating cathode sleeve are covered with a layer of Einissionspaste, that a V-shaped receptacle on a pivotable lever alternately in a wetting vessel immersed, wetted and held against the cathode sleeve to a part its adhering paste. This procedure has, among other things, the essential Disadvantage that with a technically simple effort only for cathode sleeves with about circular cross-section can be used.

Die geschilderten Nachteile der bekannten @Terfahren zu vermeiden mit einem Verfahren, das vor allem für Kathoden mit ebenen, aber auch besonders profilierten, z. B. gewölbten Emissionsflächen geeignet ist und bei dem es außerdem möglich ist, die Gleichinäßigkeit der Schichtdicke sowie die Güte der Oberflächenglätte derartiger Kathoden wesentlich zu verbessern, ist Aufgabe der Erfindung.To avoid the described disadvantages of the known @Terfahren with a process that is mainly used for cathodes with flat, but also special profiled, e.g. B. curved emission surfaces is suitable and where it is also is possible, the uniformity of the layer thickness and the quality of the surface smoothness The object of the invention is to significantly improve such cathodes.

Erreicht wird dies bei einem Verfahren zum Aufbringen von Emissionspaste (-masse) auf rohrförmige Kathodenhülsen für mittelbar geheizte Flach- oder Profilkathoden elektrischer Entladungsgefäße, bei dem auf die zu beschichtende Kathodenfläche im Rahmen einer Relativbewegung von Kathodenfläche und einem Emissionspaste abgebenden Zubringer in einem definierten sehr kleinen Abtsand zueinander eine Pasteschicht (Film) aufgebracht wird, nach der Erfindung dadurch, daß der im wesentlichen aus einem rohrförmigen Teil bestehende Zubringer, dessen der Kathodenfläche zugewandtes Ende zu einer Kapillardüse von der Breite der herzustellenden Längsschicht ausgebildet ist, mit Emissionspate stets bis zu einer bestimmten Höhe gefüllt, etwa senkrecht auf die unter ihm befindliche Kathodenfläche bis zu einem definierten sehr kleinen Abstand geführt (aufgesetzt) wird, dann einmal mit definierter Geschwindigkeit parallel zur Kathodenfläche etwa nach Art eines Schreibvorgangs mit einer Schreibflüssigkeit (Paste) bewegt und unmittelbar anschließend unter Zurücklassung eines Pastefilms wieder senkrecht abgehoben wird oder daß statt dessen zur Erzielung der gleichen Relativbewegung die Kathodenfläche entsprechend bewegt wird.This is achieved in a method for applying emission paste (mass) on tubular cathode sleeves for indirectly heated flat or profile cathodes electrical discharge vessels, in which the cathode surface to be coated is im The framework of a relative movement of the cathode surface and an emission paste donating Feeder a layer of paste in a defined, very small distance from one another (Film) is applied, according to the invention in that the substantially a tubular part existing feeder, the cathode surface facing End formed into a capillary nozzle the width of the longitudinal layer to be produced is always filled with emission pate up to a certain height, approximately vertically on the cathode area below it down to a defined, very small one Distance is guided (put on), then parallel once at a defined speed to the cathode surface roughly in the manner of a writing process with a writing fluid (Paste) moved and immediately afterwards, leaving behind a paste film is again lifted vertically or that instead to achieve the same Relative movement, the cathode surface is moved accordingly.

Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand der in den Fig. 1 bis 3 rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Bei diesen sind die die relative Bewegung bewirkenden, periodisch arbeitenden mechanischen Teile der betreffenden Vorrichtung der Einfachheit halber fortgelassen.Further details of the invention are to be found on the basis of the FIGS to 3 purely schematically illustrated exemplary embodiments are explained. at these are the periodically operating mechanical ones which effect the relative movement Parts of the device in question are omitted for the sake of simplicity.

In Fig. 1 ist der Schreibvorgang bei einer Flachkathode dargestellt. Die mit 1 bezeichnete Düse des rohrförmigen Teils des Zubringers wird in einem sehr kleinen Abstand parallel zur ebenen Fläche der Flachkathode 2 bewegt, und dabei wird auf dieser ein Emissionspastefilm 3 zurückgelassen. Für diesen einfachen Fall hat die Düsenöffnung etwa Rechteckduerschnitt,wobei gegebenenfalls die Ecken abgerundet sind. Dadurch, daß es sich um eine Kapillardüse handelt, d. h. daß die lichte Weite etwa zwischen 1/1.,a und 1/1o mm liegt, ist es möglich, daß bei der durch den Pfeil 4 angedeuteten Relativbewegung rrst ein Austritt von Paste bei Erreichen des dafür notwendigen sehr kleinen Abstandes von der Kathodenfläche, d. h. eines Abstandes, bei dem gerade die Kapillarkräfte zur Wirkung kommen, erfolgt. Das Rohrprofil des Zubringers ist so gewählt, daß allein durch entsprechendes Flachdrücken des Profils die gewünschte Düsenöffnung erhalten wird, so daß für den Pastennachschub keine eine Substanzablagerung verursachende Strömungswiderstände vorliegen.In Fig. 1, the writing process is shown with a flat cathode. The nozzle, denoted by 1, of the tubular part of the feeder is in a very small distance parallel to the flat surface of the flat cathode 2 moves, and thereby an emission paste film 3 is left thereon. For this simple case the nozzle opening has a roughly rectangular shape, with rounded corners if necessary are. In that it is a capillary nozzle, i. H. that the clear width is approximately between 1/1, a and 1/10 mm, it is possible that with the arrow 4 indicated relative movement is an exit of paste when it reaches the for it necessary very small distance from the cathode surface, d. H. a distance, in which just the capillary forces come into effect, takes place. The pipe profile of the Feeder is chosen so that only by flattening the profile the desired nozzle opening is obtained, so that none for the paste replenishment there are flow resistances causing substance deposition.

Da der Verbrauch an Paste pro Kathode sehr gering ist, kann die Auffüllung des Zubringerröhrchens mit Paste auf eine feste Höhe - die mit für die Schichtdicke maßgebend ist - jeweils nach einer größeren Anzahl vonBepastungsvorgängen oder selbstverständlich ständig (kontinuierlich) vorgenommen werden. Die Schichtdicke, die im Vergleich zu der nach anderen bekannten Verfahren hergestellten sehr gl:ichinäßig ist, kann in der Hauptsache durch die Öffnungsweite der Düse, jedoch auch in geringerem Maße außerdem durch den hydrostatischen Druck der Pastelösung, den Abstand der Düsenaustrittsöffnung von der Kathodenfläche, durch das Maß der Viskosität der Paste sowie durch die Geschwindigkeit der Relativ'leivegung bestimmt und reguliert werden.Since the consumption of paste per cathode is very low, the filling can be done of the feed tube with paste to a fixed height - the one for the layer thickness is decisive - in each case after a larger number of pasting processes or of course be carried out continuously (continuously). The layer thickness compared to that is very similar to that produced by other known processes mainly due to the opening width of the nozzle, but also to a lesser extent also by the hydrostatic pressure of the paste solution, the distance between the nozzle outlet opening from the cathode surface, the degree of viscosity of the paste and the speed the relative position can be determined and regulated.

In Fig. 2 ist das Verfahren an einem Beispiel einer Profilkathode 2 illustriert. Zu diesem Zweck ist div Düse 1 so geformt, daß die Austrittskante eine der Kathodenform angepaßte, z. B. gewölbte Fläche bildet. Selbstverständlich kann der aufgebrachte Pastefilm 3 auch für Kathoden von Verbund- oder Mehrfachsystemen beim Aufbringen unterbrochen ausgeführt werden, wenn nämlich die Düse während ihrer Längsbewegung vorübergehend ab- und wieder aufgesetzt wird.In Fig. 2 the method is based on an example of a profile cathode 2 illustrated. For this purpose div nozzle 1 is shaped so that the exit edge one adapted to the shape of the cathode, e.g. B. forms a curved surface. Of course the applied paste film 3 can also be used for cathodes of composite or multiple systems be carried out interrupted during application, namely when the nozzle during its Longitudinal movement is temporarily stopped and started again.

Es kann Fälle geben, bei denen die Parallelführung der vorhandenen Vorrichtung nicht exakt genug ist oder bei denen es darauf ankommt, die Herstellung insbesondere von Einzelkathoden sozusagen von Hand durchzuführen, z. B. weil das Einstellen der betreffenden Vorrichtung zu diesem Zweck nicht lohnend ist.There may be cases where the parallel guidance of the existing Device is not precise enough or where it comes down to the manufacture in particular to be carried out by hand, so to speak, of single cathodes, e.g. B. because that Setting the device in question for this purpose is not worthwhile.

Um in solchen Fällen die Genauigkeit des zwischen Düse und Kathodenfläche einzuhaltenden sehr kleinen Abstandes zu ermöglichen, kann, wie z. B. in Fig. 3 angedeutet, die Begrenzungsfläche der Austrittskante der Düse derart zur Hülsenachse, z. B. für eine ebene Flachkathode, schräg ausgebildet werden, daß von der Düse 1 eine vorstehende Kante 5 gebildet ist. Wenn man diese Kante genügend gut abrundet, kann man sie bei der auszuführenden Relativbewegung auf der betreffenden Kathodenfläche derart gleiten lassen. daß sie sich in Bewegungsrichtung stets vor dem entstehenden Pastefilm befindet. Es ist aber auch möglich, statt dessen an derselben Seite des rohrförmigen Zubringerteils eine von der Düsenöffnung distanzierte Gleitauflage vorzusehen, .so daß durch ungelernte Kräfte sozusagen von Hand wirklich nach Art eines Schreibvorgangs Emissionspasteschichten sehr gleichmäßiger Dicke hergestellt werden können.In such cases, the accuracy of the between nozzle and cathode surface To enable compliance with a very small distance, such. B. in Fig. 3 indicated, the boundary surface of the outlet edge of the nozzle in such a way to the sleeve axis, z. B. for a flat flat cathode, be formed obliquely that of the nozzle 1 a protruding edge 5 is formed. If you round this edge off well enough, it can be seen during the relative movement to be carried out on the relevant cathode surface let slide like that. that they are always in front of the emerging in the direction of movement Paste film is located. But it is also possible to use the same side of the tubular feeder part a spaced from the nozzle opening slide support so that by unskilled workers, as it were by hand, really according to Art a writing process produced emission paste layers of very uniform thickness can be.

Als Werkstoff für die Düse wird man in besonders vorteilhafter Weise Kathodennickel verwenden, um auf jeden Fall das Aufbringen zusätzlicher, den Emissionsmechanismus beeinflussender Verunreinigungen in Form von Metallspuren zu vermeiden, oder aber auch solche Werkstoffe, die die gleichen Voraussetzungen erfüllen.The material used for the nozzle is particularly advantageous Use cathode nickel to definitely add additional, the emission mechanism to avoid influencing contamination in the form of metal traces, or else also those materials that meet the same requirements.

Das Verfahren ist besonders geeignet für die Herstellung sehr glatter, relativ dünner Pasteschichten, wie sie für moderne Verstärkerröhren geeignet sind. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber den bisher bekannten Verfahren besteht darin, daß es sowohl für Flach- als auch praktisch alle vorkommenden Profilkathoden, bei denen die meisten bisher bekannten Verfahren versagten, anwendbar ist und daß es Praktisch ohne Pasteverschleiß arbeitet. Seine technische Durchführung läßt sich einfach auf kleinstem Raum ohne jegliche für den Menschen störende und schädliche Begleiterscheinungen vornehmen.The process is particularly suitable for the production of very smooth, relatively thin layers of paste, such as are suitable for modern amplifier tubes. A major advantage over the previously known procedure consists in the fact that it is suitable for both flat and practically all profile cathodes, in which most of the previously known methods failed, is applicable and that it works practically without paste wear. Its technical implementation can be simply in the smallest of spaces without any disruptive or harmful for humans Make side effects.

Claims

PATENT ANSYRCCHE: 1. Method for applying emission paste (mass) on tubular cathode sleeves for indirectly heated flat or profile cathodes electrical discharge vessels. in which on the cathode surface to be coated im Framework of a relative movement of the cathode surface and an emission paste-releasing feeder A paste layer (film) is applied at a defined, very small distance from one another is, characterized in that the substantially consists of a tubular part existing feeder whose end facing the cathode surface leads to a capillary nozzle is formed from the width of the longitudinal layer to be produced, with emission paste always filled to a certain height, approximately perpendicular to the one below it Cathode surface guided up to a defined very small distance (attached) then once at a defined speed parallel to the cathode surface for example moved in the manner of a writing process with a writing fluid (paste) and immediately afterwards, leaving a paste film again approximately vertically is lifted off or that instead to achieve the same relative movement the cathode surface is moved accordingly.

2. Device for performing the Method according to Claim 1, characterized in that the tubular profile of the feeder is chosen so that the capillary nozzle can be opened simply by flattening the profile has the width of the layer to be produced.

3. Device according to claim 2, characterized in that the nozzle opening of the feeder is essentially rectangular in cross-section with more or less strongly rounded corners.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the nozzle tube of the feeder is made of cathode nickel or another material without abrasion that is harmful to emissions.

5. Device according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the The nozzle opening edge (exit edge) forms a plane perpendicular to the pipe axis.

6. Device according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that that for profile cathodes with z. B. to the longitudinal direction of the curved surface, the nozzle opening edge forms a surface shaped parallel to the curvature.

7. Device according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the nozzle opening edge of the feeder a plane that is inclined to the pipe axis or one for profile cathodes correspondingly curved surface forms that thereby a slightly protruding edge is formed is, which in particular is also rounded. B. The method according to claim 1, characterized characterized in that the defined very small distance between feeder and cathode surface is maintained in that the feeder is positioned approximately perpendicular to the cathode surface with a protruding nozzle opening edge or a spacer this during the relative movement slides on the cathode surface in such a way that it is always forward in the direction of movement the developing paste film is located.