DE2313911B2

DE2313911B2 - Schnell anheizende Kathode für Kathodenstrahlröhren

Info

Publication number: DE2313911B2
Application number: DE2313911A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl.-Ing. 7301 Krummhardt Andre; Eberhard Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Nill; Peter 7306 Denkendorf Schmidt
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1973-03-20
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1975-09-25
Also published as: FR2222747B1; BE812531A; DE2313911A1; NL7403571A; ES424449A1; RO64641A; JPS559127B2; CA1019385A; PL92465B1; FR2222747A1; GB1436986A; DD110974A5; JPS49123569A; US3895249A; CS202174A2

Description

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Die Erfindung betrifft eine schnell anheizende Kathode für Kathodenstrahlröhren, die aus einem mit einem Halter an einer Tragscheibe befestigten, eine gut wärmeabstrahlende, wie /. B. geschwärzte äußere Oberfläche aufweisenden Kathodenrohr aufgebaut ist. dessen eines Ende mit einer Kappe verschlossen ist und in dessen anderes, offenes Ende das Heizelement hineinragt, wobei der Schwerpunkt der Wärmequelle nahe der außen die Emissionsschicht tragenden Stirnfläche der Kappe liegt und das Verhältnis von Kathodenrohrlänge zur wirksamen Heizelementlänge nicht kleiner als 2 :1 ist.

Ein derartiger Kathodenaufbau ist aus der FR-PS 15 04 694 bekannt. Er ermöglicht eine gegenüber den gebräuchlichen Kathoden verkürzte Anheizzeit. Zur Vermeidung einer Überhitzung der Kathode ist auf die Außenseite des Kathodenrohres eine dicke schwarze Schicht aufgetragen, durch die das Wärmeabstrahlungsvermögen der Kathode verbessert wird. Außerdem wird der Tragzylinder auf seiner Innenseite ebenfalls mit einer schwarzen Schicht bedeckt, um die von der Kathode abgestrahlte Wärme besser aufnehmen zu können. Derartige Schichten haben jedoch mehrere Nachteile. Es ist technologisch schwierig, sie aufzubringen, und sie neigen bei längerer Betriebsdauer zum Ab- V platzen. Sie vergrößern die aufzuheizende Masse der Kathode und erhöhen deren Anheizzeit. Aus der US-PS 34 50 565 ist bekannt, unter dem Gesichtspunkt des Wärmeüberganges vom Heizelement auf das Kathodenrohr die Oberfläche der weißen isolierenden Bedeckun? des Heizelement·»*, die aus Aluminiumoxyd besteht, mit einer dunklen Schicht aus metallischem Wolfram zu überziehen. Durchgehend dunkelgefärbte Bedeckungen, die ein wesentlich besseres Wärmestrahlungsvermögen besitzen, und die z. B. durch Eintauchen &° der Heizelemente in eine Suspension mit metallischen Oxydpulvern wie Chrom oder Titan hergestellt werden, sollen dagegen schlechtere elektrische Isolierungseigenschaften und eine geringere Lebensdauer haben und werden deshalb nicht verwendet. Die dunkle ⁶S Schicht an der Oberfläche der bedeckten Heizelemente wird dadurch erhalten, daß diese in einer Suspension aus Phosphor-Wolfram-Säure, Aluminium-Wolfram-Säure oder Wolfram-Kieselsäure getaucht dann in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt werden, wobei die Oberfläche der Heizelemente zu metallischem Wolfram reduziert und so dunkelgefärbt wird. Derartig be deckte Kathoden sind wegen der durch den schlechteren Wärmeübergang verursachten längeren Anheizzeit für schnell anheizende Kathoden kaum geeignet

Zur Verbesserung der Wärmeaufnahme der die Elektronen emittierende Schicht tragenden Kappe der Kathode und zur Verbesserung der Haftung dieser Schicht an der Kappe wird in der US-PS 33 76461 vorgeschlagea die Außen- und Innenseite des Teiles der Kappe, der die Elektronen emittierende Schicht trägt, durch die Anwendung verschiedener Techniken wie spanabhebende Bearbeitung. Schleifen oder Einlagern von hochschmelzenden Metallteilchen aufzurauhen.

Es hat sich als notwendig erwiesea die Betriebsbereitschaft einer Fernsehbildröhre innerhalb weniger Sekunden zu erreichea

Zu diesem Zweck hat man bei indirekt geheizten Kathoden, um die es sich auch hier handelt bereits ver sucht, die Anheizzeit der Kathode dadurch zu verkür zen. daß man während der Anheizzeit eine erhöhte Heizleistung zugeführt hat oder daß die Kathode dauernd vorgeheizt wird.

In beiden Fällen ist jedoch ein erhöhter Schaltung;, aufwand notwendig und im Fall der erhöhten Anheiz leistung muß auch eine stärkere thermische Belastung der Kathode in Kauf genommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch zusätzliche Maß nahmen, welche den Kathodenaufbau betreffen, die Anheizzeit der Kathode weiter zu verkürzen und damit die Betnebsbereitschaft der Kathodenstrahlröhre noch schneller zu erreichen. Dies wird erfindungsgemäß da durch erreicht, daß das Heizelement mit einer in der Masse dunklen Isolierschicht bedeckt ist. daß die innere Oberfläche des Kathodenrohres zumindest im Bereich des Heizelementes nicht wärmereflektierend und die äußere Oberfläche des Kathodenrohres aufgerauht ist.

Durch das funktioneile Zusammenwirken aller Merkmale ein*r derart gestalteten Kathode wird die Betriebsbereitschaft der Kathodenstrahlröhre innerhalb von wenigen Sekunden erreicht, was z. B. bei heutigen Fernsehbildröhren von großer Bedeutung ist. Durch den guten Wärmeübergang infolge der in der Masse dunklen Isolierschicht ist die Temperaturdifferenz zwischen Heizelement und Kathodenrohr geringer, das Heizelement kann kühler gehalten werden und dies wirkt sich vorteilhaft auf die Lebensdauer aus. Ein weiterer Vorteil dieser Kathode ist daß deren Herstellung mit im wesentlichen den gleichen Werkzeugen und Vorrichtungen erfolgen kann, die für bisher verwendete und in der Zeitschrift Kunkschau, 39. Jahrgang. 1967. Heft 21, S. 675 bis 677, beschriebene Kathoden erforderlich waren. Das bedeutet eine wesentliche Kostenersparnis.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Die gezeigte Kathode besteht aus einem Kathodenroh 1 1 und einer an einem Ende aufgeschweißten Kappe 2 aus bekanntermaßen speziell dotiertem Nickel. Die Stirnseite der Kappe ist mit der eigentlichen Elektronen emittierenden Schicht 3 bedeckt. In dem Kathodenrohr 1 befindet sich das Heizelement, dessen wirksame Länge gleich lh ist. Diese Länge lh beträgt etwa die Hälfte oder weniger als die Länge des Kathodenrohres 1, der gedachte Schwerpunkt der Wärmequelle, d. h. des Heizelementes liegt also sehr nahe der Fmissionsschicht.

Dadurch, daß das Heizelement 4 mit einer dunklen Isolierschicht bedeckt ist und das Kathodenrohr innen zumindest im Bereich des Heizelementes [lichtreflektierend ausgebildet ist. Findet ein guter Wärmeübergang in Richtung auf die Emissionsschicht statt

In Verbindung mit einer entsprechenden Dunkelfärbung und/oder Aufrauhung der äußeren Oberfläche des Kathodenrohres wird erreicht, daß die Endtemperatur.

fr-

* 4

d. h. die Betriebstemperatur der Emissionsschicht den gewünschten Wert nicht überschreitet

Die Gesamtanordnung, d.h. das Kathodenrohr mit der Kappe und dem Heizelement, ist mit einem Halter 5, der in verschiedenen Ausführungsformen — ein- oder mehrteilig — bekannt ist, an einer Scheibe 6 befestigt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schnell anheizende Kathode für Kathodenstrahlröhren, die aus einem mit einem Halter an einer S Tragscheibe befestigten, eine gut wärmeabstrahlende, wie z. B. geschwärzte äußere Oberfläche aufweisenden Kathodenrohr aufgebaut ist dessen eines Ende mit einer Kappe verschlossen ist und in dessen anderes, offenes Ende das Heizelement hineinragt wobei der Schwerpunkt der Wärmequelle nahe der außen die Emissionsschicht tragenden Stirnfläche der Kappe liegt und das Verhältnis von Kathodenrohrlänge zur wirksamen Heizelementlänge nicht kleiner als 2:1 ist dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (4) mit einer in der Masse dunklen Isolierschicht bedeckt ist da3 die innere Oberfläche des Kathodenrohres (1) zumindest im Bereich des Heizelementes (4) nicht wärmereflektierend und die äußere Oberfläehe des Kathodenrohres aufgerauht ist.