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Glühkathode mit aktivierter Oberfläche, insbesondere für gasgefüllte Entladungsröhren.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühkathode und bezweckt, eine solche Kathode zur Lieferung sehr grosser Stromstärken geeignet zu machen, die bei gasgefüllten Entladungsröhren, z. B. bei Gleichrichterröhren, häufig erforderlich sind. Die Kathode soll zu diesem Zweck eine möglichst grosse emittierende Oberfläche mit einer möglichst grossen Emission je Oberflächeneinheit bei einer bestimmten Temperatur haben. Um letzteres zu erzielen, wird die Kathode aktiviert, d. h. mit einer Oberflächenschicht versehen, die eine grosse Emissionsfähigkeit besitzt. Zu diesem Zweck kann z. B. eine Bekleidung mit einem Oxyd, z. B. Bariumoxyd, dienen.
Zur Vergrösserung der emittierenden Oberfläche ist bereits vorgeschlagen worden, die Kathode mit einem eingerollten gazeförmigen Körper zu versehen, der mit Oxyd bedeckt ist. Bei diesen und ähnlich ausgebildeten Kathoden tritt der Nachteil auf, dass der emittierte Strom schwer den verschiedenen Teilen der Oberfläche zugeführt werden kann und dass öfters wichtige Teile einer solchen Gazerolle ausfallen, da die dünnen Drähtehen auf die Dauer durchschmelzen. Dieser Nachteil tritt namentlich auch deswegen auf, weil man solche Körper vorzugsweise nicht ganz aus hochschmelzenden Metallen, z. B.
Wolfram, herstellt, sondern auch Metalle mit niedrigerem Schmelzpunkt, z. B. Nickel, benutzt, da das Oxyd besser daran festhaftet.
Aus diesem Grunde hat man bereits vorgeschlagen, an verschiedenen Stellen des aufgerollten Körpers besondere Zuführungsdrähte anzuordnen und die Metallgaze abwechselnd aus Wolframdrähten und Nickeldrähten zu flechten, aber für sehr grosse Stromstärken erweist sich auch dies noch nicht ganz befriedigend.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, dass der die Elektronenquelle bildende, direkt oder indirekt geheizte Körper, der zu einem kleinen Volumen mehrere Male eingerollt oder gefaltet ist, bandförmig ausgebildet wird und aus einem Träger (z. B. einem Metallband oder Metalldraht) besteht, auf dem eine Anzahl sich im wesentlichen senkrecht zum Träger erstreckende, vorstehende Teile angebracht sind, wobei sich der Träger an sämtlichen vorstehenden Teilen ununterbrochen entlang erstreckt.
Kathoden mit vorstehenden, mit Oxyd bedeckten Teilen sind an sich bekannt. Gemäss der Erfindung bildet aber der Träger mit dessen vorstehenden Teilen ein ziemlich flaches und bandförmiges Ganzes, so dass dieses Band unbeschränkt lang gemacht und dann zu einem kleinen Volumen eingerollt werden kann.
Da man an diesem Band einen Träger und vorstehende Teile dieses Trägers unterscheidet, lässt sich der Träger so dick gestalten, dass er als Stromzuführungsdraht für die verschiedenen vorstehenden Teile dienen kann, wobei gleichzeitig bei hohen Temperaturen, bei denen vielleicht einige vorstehende Teile wegschmelzen, der Träger trotzdem unversehrt bleibt. Dieser Zweck lässt sich auch bei der Wahl des Materials berücksichtigen, indem dann z. B. der Träger aus hochschmelzendem Material, z. B. Wolfram, die vorstehenden Teile hingegen aus bei niedrigeren Temperaturen schmelzendem Material, an dem das Oxyd gut festhaftet, z. B. Nickel, hergestellt werden.
Bei einer geeigneten Ausführungsform sind die vorstehenden Teile wie Kammzähne angebracht.
Bei einer andern geeigneten Ausführungsform ist der aufgerollte Körper wie sogenannte Well- pappe"ausgebildet, wobei somit ein tragendes Metallband benutzt wird, auf dem ein zweiter gewellter
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Metallstreifen dadurch befestigt ist, dass jeweils der Scheitel einer Welle an dem Trägerband, z. B. durch Schweissen, befestigt ist. Um einen guten Stromzuführungsleiter bilden zu können, wird sich das Trägerband über praktisch die ganze Breite des gewellten Streifens erstrecken müssen.
Bei geeigneter Ausführung kann der Träger dadurch direkt geheizt werden, dass der Heizstrom über die ganze Länge hindurchgeschickt wird. Man kann den eingerollten Körper auch indirekt heizen, und in diesem Fall muss der Träger mit einem besonderen Stromzuführungsdraht versehen werden, der durch die Glaswand nach aussen geführt werden kann, aber den man der Einfachheit halber zweckmässig mit einem Kathodenpoldraht verbinden wird.
Eine sich vorzüglich bewährende und aus einem direkt geheizten und einem indirekt geheizten Teil bestehende Kathode wird dadurch gebildet, dass der mit vorstehenden Teilen versehene, eingerollte Körper im inneren Raum einer schraubenförmig gewickelten, direkt geheizten Kathode angeordnet wird.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt den kammförmigen Teil eines Kathodenkörpers. Fig. 2 ist ein Querschnitt dieses Körpers in eingerolltem Zustand. Fig. 3 zeigt einen Teil eines wellpappenartig gebildeten Bandes, das in Fig. 4 in eingerolltem Zustand in Querschnitt dargestellt ist. Fig. 5 zeigt teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt eine schraubenförmig gewickelte Kathode, innerhalb der ein eingerollter Körper, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, angeordnet ist. Fig. 6 ist eine entsprechende Draufsicht.
Gemäss Fig. 1 ist der Träger 1 mit seitlich vorstehenden Zähnen 2 versehen. Einem solchen kammförmigen Streifen kann jede gewünschte Länge gegeben werden, er wird dann, wie aus Fig. 2 ersichtlich, um einen zentralen Stift 3 eingerollt. Um den auf diese Weise gebildeten Körper ist ein Heizdraht 4 angeordnet. Sowohl der eingerollte Körper als auch der Heizdraht werden mit Oxyd überzogen. Das Ende 5 des Trägers 1 des aufgerollten Körpers ist am Zuführungsdraht 6 des Heizdrahtes 4 festgeschweisst.
Der andere Zuführungsdraht ist mit 7 bezeichnet. Wenn ein Strom durch den Heizdraht 4 geschickt wird, wirkt das Ganze somit wie eine Kathode, von der ein Teil direkt, ein Teil indirekt geheizt ist. Die Windungen des Körpers 1, 2 können mittels zwischengefügter Stäbchen voneinander entfernt gehalten werden, aber man erzielt auch bereits gute Ergebnisse, wenn sie unmittelbar aneinandergelegt werden, da zwischen den Zähnen des Kammes Öffnungen verbleiben.
In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird ein bandförmiger Träger 8 verwendet, der aus Metall besteht und auf dem ein gewellter Metallstreifen 9 festgeschweisst ist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, entsteht beim Einrollen eines auf diese Weise gebildeten bandförmigen Körpers um einen Stift 10 ein Körper, der, von oben gesehen, eine grosse Anzahl Vertiefungen aufweist. Der Wellstreifen 9 dient gleichzeitig zum Beibehalten der Entfernung zwischen den aufeinanderfolgenden Windungen. Wenn das Ganze mit Oxyd überzogen wird, erhält man somit auf ausserordentlich einfache Weise einen Kathodenkörper, der aus einer Anzahl umeinanderliegender Bänder besteht, die durch Zwischenschotten getrennt sind, wobei sämtliche Bänder mit einer stark emittierenden Schicht bedeckt sind.
Fig. 5 zeigt, wie ein solcher Körper im inneren Raum eines direkt geheizten Kathodenteiles 12 untergebracht werden kann, dessen abgegebene Wärme gleichzeitig zur indirekten Beheizung des eingerollten Körpers dient. Die schraubenförmig gewickelte Kathode 12 ist aus zwei Wolframdrähten 13 zusammengesetzt, die nebeneinander angeordnet und gegebenenfalls in dieser Stellung aneinandergeschweisst sind. Um diese Drähte. herum ist über die ganze Länge ein Nickeldraht 14 schraubenförmig aufgewickelt, so dass dessen Windungen unmittelbar nebeneinander zu liegen kommen. Das Ganze kann dann nochmals vernickelt werden. Auf diese Weise wird eine Kathode mit rauher Oberfläche gebildet, an der eine grosse Oxydmenge gut festhaften kann.
Die Enden des direkt geheizten Kathodenteiles 12 sind an die Stromzuführungsdrähte 15 und 16 geschweisst. Das tragende Band 8 des derart wellpappenartig hergestellten inneren eingerollten Körpers ist über die ganze Breite an den Stab 10 geschweisst, der somit als Zuführungsleiter für die emittierten Elektronen dienen kann und zu diesem Zweck mit dem Ende 17 am Zuführungsdraht 16 der Kathode 12 festgeschweisst ist. Der eingerollte Körper ist gegen die Kathode 12 mittels vier an der Aussenseite angeordneter, aus Isolierstoff, z. B.
Porzellan, bestehender Röhrchen 18 isoliert. Das Röhrchen rechts in Fig. 5 ist im Längsschnitt dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass ein Metalldraht 19 hindurchgeführt ist, dessen oberes Ende 20 umgebogen ist und in eine Öffnung des eingerollten Körpers 8, 9 einhakt, während das untere Ende 21 am Stab 10 befestigt ist.
Die Anordnung eines solchen eingerollten Körpers im inneren Raum einer Kathode der beschriebenen Form, wobei das Ganze mit Oxyd überzogen wird, ermöglicht eine Emission, die beispielsweise das Dreifache der Emission beträgt, die mit der schraubenförmig gewickelten Kathode 12 an sich erhalten wird, bei gleichem Verbrauch an Heizstrom.
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