DE2313911B2 - Fast heating cathode for cathode ray tubes - Google Patents
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Description
2525th
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.The invention relates to a fast heating cathode for cathode ray tubes, which consists of a with a holder attached to a support disc, a good heat radiating, such as /. B. blackened outer Surface having cathode tube is constructed. one end of which is closed with a cap and the heating element protrudes into the other, open end, the center of gravity being close to the heat source the end face of the cap bearing the emission layer and the ratio of the length of the cathode tube to the effective heating element length is not less than 2: 1.
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 geeignetSuch a cathode structure is known from FR-PS 15 04 694. It enables a shorter heating-up time compared to the usual cathodes. To avoid overheating of the cathode, a thick black layer is applied to the outside of the cathode tube, which improves the cathode's ability to radiate heat. In addition, the inside of the support cylinder is also covered with a black layer in order to be able to better absorb the heat radiated from the cathode. However, such layers have several disadvantages. It is technologically difficult to apply and they tend to flake off with prolonged use. They increase the mass of the cathode to be heated and increase its heating time. From US-PS 34 50 565 it is known, from the point of view of the heat transfer from the heating element to the cathode tube, the surface of the white insulating cover? of the heating element · »*, which consists of aluminum oxide, must be covered with a dark layer of metallic tungsten. Continuously dark-colored coverings that have a much better heat radiation capacity, and the z. B. be produced by immersing the heating elements in a suspension with metallic oxide powders such as chromium or titanium, on the other hand, they should have poorer electrical insulation properties and a shorter service life and are therefore not used. The dark 6 S layer on the surface of the covered heating elements is obtained by immersing them in a suspension of phosphorus-tungsten-acid, aluminum-tungsten-acid or tungsten-silica and then heating them in a reducing atmosphere, the surface of the heating elements reduced to metallic tungsten and thus colored dark. Such covered cathodes are hardly suitable for rapidly heating cathodes because of the longer heating time caused by the poor heat transfer
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.To improve the heat absorption of the cathode cap carrying the electron-emitting layer and to improve the adhesion of this layer to the cap, it is proposed in US Pat. No. 3,376,461 the outside and inside of the part of the cap that carries the electron-emitting layer through the use of various techniques such as machining. Grinding or storing to roughen refractory metal particles.
Es hat sich als notwendig erwiesea die Betriebsbereitschaft einer Fernsehbildröhre innerhalb weniger Sekunden zu erreicheaIt has been found necessarya the operational readiness a TV picture tube within a few seconds a
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.For this purpose one has with indirectly heated cathodes, which is also here is already trying to shorten the heating-up time of the cathode Zen. that an increased heating power has been supplied during the heating-up period or that the cathode is constantly preheated.
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.In both cases, however, is an increased circuit ;, Expenditure is necessary and in the case of increased heating power there must also be a greater thermal load the cathode must be accepted.
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.The object of the invention is to take through additional measures that relate to the cathode structure To further shorten the heating time of the cathode and thus the readiness for operation of the cathode ray tube to reach faster. This is achieved according to the invention because by that the heating element with one in the Ground dark insulating layer is covered. that the inner surface of the cathode tube at least in the area of the heating element is not heat reflective and the outer surface of the cathode tube is roughened.
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. The functional interaction of all features of a cathode designed in this way ensures operational readiness the cathode ray tube achieved within a few seconds, which z. B. at today's Television picture tubes is of great importance. Due to the good heat transfer due to the mass dark insulating layer, the temperature difference between the heating element and the cathode tube is lower The heating element can be kept cooler and this has a beneficial effect on the service life. Another The advantage of this cathode is that it can be manufactured with essentially the same tools and Devices can be made for previously used and in the magazine Kunkschau, 39th year. 1967. Booklet 21, pp. 675 to 677, described cathodes were required. That means a substantial cost saving.
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. The cathode shown consists of a cathode tube 11 and a cap 2 made of known specially doped nickel, welded on at one end. The end face of the cap is covered with the actual electron-emitting layer 3. The heating element, the effective length of which is equal to 1h , is located in the cathode tube 1. This length lh is about half or less than the length of the cathode tube 1, the imaginary center of gravity of the heat source, ie the heating element, is therefore very close to the emission layer.
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 stattIn that the heating element 4 is covered with a dark insulating layer and the cathode tube is inside at least in the area of the heating element [is designed to reflect light. Finds a good heat transfer in the direction of the emission layer instead
In Verbindung mit einer entsprechenden Dunkelfärbung und/oder Aufrauhung der äußeren Oberfläche des Kathodenrohres wird erreicht, daß die Endtemperatur.In connection with a corresponding dark color and / or roughening the outer surface of the cathode tube is achieved that the final temperature.
fr-fr-
* 4* 4
d. h. die Betriebstemperatur der Emissionsschicht den gewünschten Wert nicht überschreitetd. H. the operating temperature of the emission layer does not exceed the desired value
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 The overall arrangement, i.e. the cathode tube with the cap and the heating element, is with a holder 5, which is known in various embodiments - in one or more parts - is attached to a disk 6
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8235 | Patent refused |