DE1564894C3 - Indirekt geheizte Vorratskathode - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine indirekt geheizte Vorratskathode mit einem scheibenförmigen Vorratskörper, der zusammen mit einem Metallrohr einen topfförmigen Hohlkörper bildet, in dessen Hohlraum ein an der Innenwandung des Metallrohres anliegendes rohrförmiges oder topfförmiges Teil mit einer das Heizelement aufnehmenden Höhlung angeordnet ist.

Es sind bereits Vorratskathoden bekannt, deren scheibenförmiger Vorratskörper zusammen mit einem Metallteil einen topfförmigen Hohlkörper bildet, in dessen Hohlraum sich das elektrische Heizelement befindet. Es ist ferner bekannt, das elektrische Heizelement in der topfförmigen Höhlung einer Kathode mit Hilfe einer Sintermasse einzusintern, um dadurch die Wärmeabgabe des Heizelementes an den Emissionskörper zu verbessern.

Die Einbettung des Heizelements in eine Sintermasse bereitet im allgemeinen und insbesondere bei Vorratskathoden gewisse Schwierigkeiten, weil zur Verfesti- gung der Sintereinbettmasse verhältnismäßig hohe Temperaturen erforderlich sind, die dem Kathodenaufbau schaden können.

Aus der DT-AS 10 46 202 ist eine Vorratskathode bekannt, die einen porösen Schließkörper aufweist, der den Boden einer topfförmigen Hülse bildet. In diese Hülse ist eine zweite topfförmige Hülse so eingesetzt, daß unterhalb des Schließkörpers ein Raum gebildet wird, in welchem sich der aktivierende Stoff befindet, der nur durch die Poren des Schließkörpers nach außen gelangen kann. Ein Verbrauch des aktivierenden Stoffes führt dabei zu einer Änderung des Wärmekontaktes zwischen Schließkörper und Heizelement. In der zweiten topfförmigen Hülse befindet sich ein mit Aluminiumoxid überzogener Heizfaden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neuartige Vorratskathode vorzusehen, bei der die Einbettung des Heizelements in eine Sintermasse in einfacher Weise vorgenommen werden kann, ohne daß Beschädigungen der Kathode durch die Sintertemperaturen zu befürchten sind und die einen gleichbleibenden Wärmeübergang zwischen Heizelement und Vorratskörper zu erzielen gestattet.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das rohr- oder topfförmige Teil zusammen mit dem in eine Sintermasse eingebetteten Heizelement als ein in das Metallrohr einsetzbares und befestigbares Bauteil derart in dem Metallrohr angeordnet ist, daß es mit seiner einen Stirnfläche an der Innenfläche des Vorratskörpers anliegt.

Die erfindungsgemäße Vorratskathode besitzt zum einen den Vorteil, daß ein Einbetten des Heizelementes auch bei Vorratskathoden möglich ist, deren Schmelzpunkt unterhalb der Sintertemperatur der geeigneten Einbettmasse, vorzugsweise Aluminiumoxid, liegt. Zum anderen ist ein guter und von der Lebensdauer weitgehend unabhängiger Wärmekontakt zwischen Heizelement und Vorratskörper sichergestellt. Bevorzugt besteht der Vorratskörper der erfindungsgemäßen Vorratskathode aus einem Sinterkörper auf Nickelbasis. Zur Sinterung der aus Aluminiumoxydpulver bestehenden Einbettmasse können bei der erfindungsgemäßen Vorratskathode ohne weiteres Sintertemperaturen zwischen 1600 und 1750° C angewendet werden, da die Einbettung des Heizelements in ein rohrförmiges oder topfförmiges Teil aus hochschmelzendem Metall oder aus Keramik, getrennt von dem eigentlichen Kathodenaufbau, vorgenommen wird. Den Vorratskörper, der zusammen mit einem Metallrohr den Hohlkörper bildet, in welchen dann der bereits eingebettete Brenner eingesetzt wird, kann nach den gewünschten elektrischen Gesichtspunkten ausgewählt werden, ohne daß auf die Sintertemperaturen zur Sinterung der Einbettmasse Rücksicht genommen zu werden braucht.

Anhand der in den Abb. 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher erläutert.

Die Abb. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorratskathode mit dem Vorratsemissionskörper 3 und dem Metallrohr 4, die zusammen einen topfförmigen Hohlkörper bilden.

Die Heizelementanordnung besteht aus einem topfförmigen, keramischen Teil 1, in dessen Inneren das Heizelement 2 mit Hilfe der vorzugsweise aus Aluminiumoxyd bestehenden Sintermasse eingebettet ist. Die Außenmaße des ebenfalls vorzugsweise aus Aluminiumoxyd bestehenden topfförmigen Körpers 1 sind derart, daß dieser Körper möglichst genau in den durch das Metallrohr 4 und den Emissionskörper 3 gebildeten topfförmigen Hohlraum hineinpaßt. In irgendeiner bekannten Weise kann dann die Heizelementanordnung mit dem topfförmigen Körper 1 an dem Metallrohr 4 befestigt werden.

Das in A b b. 2 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt einen Querschnitt durch eine Vorratskathode mit dem Emissionskörper 13 und dem Metallrohr 14. Das Metallrohr 4 gemäß Abb. 1 und Metallrohr 14 gemäß Abb. 2 dienen bevorzugt gleichzeitig zur Halterung der Kathode. Der Brenner 12 ist mit Hilfe einer Sintermasse 15 in ein rohrförmiges Teil 11, das bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem hochschmelzenden Metall bestehen kann, eingesintert und bildet ebenso wie in Abb. 1 ein selbständig gefertigtes Bauteil. Ein zweites Bauteil besteht aus dem Emissionskörper 13 und dem Metallrohr 14. Beide

Bauteile werden nun in der Weise vereinigt, daß das rohrförmige Teil 11, das wiederum möglichst genau in das Metallrohr 14 passen soll, in das andere Bauteil eingesetzt wird. Die Stirnflächen des Metallrohrs 11 und der daran anschließenden Sintermasse 15 sollen zweckmäßig plan auf der Innenwandung des Emissionskörpers 13 aufliegen, um einen guten Wärmeübergang zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Indirekt geheizte Vorratskathode mit einem scheibenförmigen Vorratskörper, der zusammen mit einem Metallrohr einen topfförmigen Hohlkörper bildet, in dessen Hohlraum ein an der Innenwandung des Metallrohres anliegendes rohrförmiges oder topfförmiges Teil mit einer das Heizelement aufnehmenden Höhlung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das rohr- oder topfförmige Teil (1, 11) zusammen mit dem in eine Sintermasse (5, 15) eingebetteten Heizelement (2, 12) als ein in das Metallrohr (4,14) einsetzbares und befestigbares Bauteil derart in dem Metallrohr angeordnet ist, daß es mit seiner einen Stirnfläche an der Innenfläche des Vorratskörpers (3,13) anliegt.

2. Vorratskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige oder rohrförmige Teil (1, 11) aus einem hochschmelzenden Metall besteht.

3. Vorratskathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige oder rohrförmige Teil (1, 11) aus Keramik, insbesondere Aluminiumoxidkeramik, besteht.

4. Vorratskathode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sintermasse (5, 15) aus Aluminiumoxid (AI2O3) besteht.