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Verfahren zur Herstellung mittelbar geheizter Kathoden für Entladullgsröhren.
Mittelbar geheizte Kathoden für elektrische Entladungsgefässe bestehen im allgemeinen aus einem drahtförmigen Heizkörper, der entweder mit einer Isoliermasse überzogen ist oder in einem rohrförmigen Isolierkörper steckt, und aus einer diese Teile umgebenden Metallschicht als Äquipotentialkathode.
Zur Vermeidung von Störgeräuschen, die durch Bewegungen der Kathode leicht verursacht werden können, und zur Verhinderung von Kurzschlüssen mit andern Elektroden, insbesondere dem Steuergitter, ist man genötigt, die mittelbar geheizten Kathoden sehr fest zu halten. Die bisher hiezu benutzten kräftigen Halteteile leiten nun von der durch die elektrische Heizung zugeführten Wärmemenge bis zu 40% ab und verschlechtern dadurch die Wirtschaftlichkeit der Kathode ganz beträchtlich. Diese Ableitungsverluste sind bei Kathoden, deren Äquipotentialschicht zur Verringerung der Abstrahlung aus Kupfer, Silber oder Gold besteht, besonders gross, da die genannten Metalle sehr gute Wärmeleiter sind. Man könnte nun zur Herabsetzung der Verluste die Halterungen und Stromzuführungen aus schlecht wärmeleitenden Metallen, wie z. B.
Eisen oder Nickel, herstellen. Um eine sichere Unterstützung der Kathode zu gewährleisten, wäre es dann aber notwendig, die Halterungen und Stromzuführungen mit der Kathode zu verschweissen. Dieses Verschweissen macht in vielen Fällen Schwierigkeiten.
Besonders lassen sich die Metalle Kupfer, Silber und Gold schwer mit den genannten Metallen verbinden.
Auch bei Verwendung nichtleitender Stützteile besteht das Bedürfnis, die Wärmeableitung zu den eine hohe Wärmekapazität besitzenden Stützteilen herabzusetzen.
Man hat schon vorgeschlagen, diejenigen Teile der Äquipotentialschicht, die der Halterung der Kathode dienen, aus einer Wärme schlecht leitenden Legierung herzustellen. Durch die geringe Wärmeleitfähigkeit der Halterungen wird eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades des Entladungsgefässes erreicht. Eine solche Kathode ist erfindungsgemäss in ausserordentlich einfacher Weise herzustellen.
Diejenigen Teile der Äquipotentialschicht, an denen die Kathode gehalten werden soll, das sind also alle die Hülsenabschnitte, die keine Emissionsstufe tragen und die wenigstens mit einem Teil ihrer Oberfläche an andern Bauteilen der Röhre anliegen oder mit diesen wärmeleitend verbunden sind, werden mit einem Metall überzogen, das mit dem Metall der Äquipotentialschicht eine schlecht wärmeleitende Legierung bildet, und dann wird durch Glühen diese Legierung erzeugt.
In der Zeichnung ist ein Beispiel für die Kathode nach der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 ist 1 eine Kathodenhülse aus Kupfer. Die Hülse besitzt unten zwei Befestigunglaschen 2 und 3. Sie soll an diesen Laschen und am oberen Ende gehalten werden. Die Haltestellen sind mit einem Nickelüberzug 4 versehen, der so stark gewählt ist, dass der Nickelgehalt der später
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Die Fig. 2 zeigt die fertige Kathode im Längsschnitt. Durch Erhitzen ist zwischen Nickel und Kupfer am oberen Ende bei- ? und an den Laschen 2 und 3 die Legierung erzeugt. Das Ende-3 ist durch die isolierende Halteplatte 6 durchgesteekt, die z. B. aus Glimmer bestehen kann. Die Laschen 2 und 3 sind durch Löcher in der isolierenden Platte 7 durchgesteckt und umgebogen. Innerhalb der Kathodenhülse befindet sich der Heizkörper 8. Aussen trägt die Hülse die Emissionsschicht 9. Der Anschluss de'.
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Anodenstromkreises erfolgt durch einen dünnen Leiter 10, der mit der Kathode aus einem Stuck besteht oder zweckmässig an die schlecht wärmeleitende Lasche 2 angeschweisst ist.
Das mit dem Trägermetall zu legierende Metall kann auf mechanischem Wege, z. B. in Pastenform oder als Blech, aufgebracht werden. Besonders bewährt hat sich jedoch das Aufbringen durch Elektrolyse, da hiebei sofort eine gute Berührung zwischen beiden Metallen entsteht.
Es ist im allgemeinen zweckmässig, die Legierungsbildung vor dem Auftragen des Emissionsstoffes und vor dem Einbringen in die Röhre vorzunehmen. Manchmal ist es aber auch vorteilhaft, die Legierung erst in der Röhre zu erzeugen. Zur Legierungsbildung ist bei dem oben angeführten Beispiel eine Temperatur von 700Q bis 10000 C erforderlich. Um die Legierungsbildung auf die Teile zu beschränken, an denen die Kathode gehalten werden soll, werden zweckmässig nur diese Teile auf die Legierungstemperatur erhitzt.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Kupfer als Kathodenmetall und von Nickel als Zusatzmetall beschränkt. Sie findet zweckmässig auch auf Kathoden aus Silber oder Gold und aus den Platinmetallen oder Niekel Anwendung. Verwendet man Nickel als Kathodenhülse, so wird man vorteilhaft einen Kupfer-oder Eisenüberzug aufbringen. Um ein Fortschreiten der Legierungsbildung während des Betriebes und damit eine Änderung der Temperaturverteilung auf der Kathode zu verhindern, wählt man zweckmässig solche Metalle, bei denen die Legierungsbildung erst bei hoher Temperatur schnell erfolgt, z. B. Eisen und Nickel.
Die Kathode kann auch nach der Legierungsbildung mechanisch bearbeitet werden, z. B. durch Ziehen, Drücken oder Stanzen.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfahren zur Herstellung mittelbar geheizter Kathoden, dadurch gekennzeichnet, dass die metallene Äquipotentialschicht an den Stellen, die zum Haltern oder zur Stromzuführung dienen, mit solchen Metallen überzogen wird, die mit dem Unterlagsmetall schlecht wärmeleitende Legierungen bilden, und dass darauf durch Erhitzen an diesen Stellen die schlecht wärmeleitenden Legierungen gebildet werden.