Glühkathode mit aktivierter Obeitäehe, insbesondere für gasgefüllte Entladungsröhren. Die Erfindung bezieht sich auf eine Glüh- kathode und bezweckt, eine solche Kathode zur Lieferung sehr grosser Stromstärken ge eignet zu machen, was bei gasgefüllten Ent ladungsröhren, zum Beispiel bei Gleichrichter röhren häufig erforderlich ist. Die Kathode soll zu diesem Zwecke eine möglichst grosse emittierende Oberfläche mit einer möglichst grossen Emission je Oberflächeneinheit haben. Um letzteres zu erzielen, wird die Kathode aktiviert, das heisst mit einer Oberflächen schicht versehen, die eine grosse Emissions fähigkeit besitzt.
Zu diesem Zwecke kann zum Beispiel eine Bekleidung mit einem Oxyd, zum Beispiel Bariumoxyd, dienen.
Zur Vergrösserung der emittierenden Ober fläche ist bereits vorgeschlagen worden, die Kathode mit einem aufgerollten, gazeförmi- gen Körper zu versehen, der mit Oxyd be deckt ist. Bei diesen und ähnlich ausgebil deten Kathoden tritt der Nachteil auf, dass der emittierte Strom schwer den verschiede- nen Teilen der Oberfläche zugeführt werden kann, und dass öfters wichtige Teile einer solchen Gazerolle ausfallen, da die dünnen Drähtchen auf die Dauer durchschmelzen.
Dieser Nachteil tritt namentlich auch da durch auf, dass man solche Körper vorzugs weise nicht ganz aus hochschmelzenden Me tallen, zum Beispiel Wolfram, herstellt, son dern auch Metalle mit niedrigerem Schmelz punkt, zum Beispiel Nickel, benutzt, da das Oxyd besser daran festhaftet.
Aus diesem Grunde hat man bereits vor geschlagen, an verschiedenen Stellen des aufgerollten Körpers besondere Zuführungs drähte anzuordnen, und die Metallgaze ab wechselnd aus Wolframdrähten und Nickel drähten zu flechten, aber für sehr grosse Stromstärken erweist sich auch dies noch nicht ganz befriedigend.
Gemäss der Erfindung werden diese Nach teile dadurch behoben, dass der die Elektronen quelle bildende, direkt oder indirekt geheizte Körper, der bandförmig ausgebildet und in mehreren Windungen auf einen kleinen Raum angeordnet ist und aus einem ununterbroche nen Träger (zum Beispiel einem Metallband oder Metalldraht) besteht, auf dem eine An zahl sich im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Trägers erstreckende, von diesem abstehende, aktivierte Teile ange bracht sind. Die genannten Windungen kön nen einander zum Beispiel nach Art einer Spirale umgreifen, sie können aber auch zum Beispiel in Form von Falten neben einander liegen.
Kathoden mit vorstehenden, mit Oxyd bedeckten Teilen sind an sich bekannt. Ge mäss der Erfindung bildet aber der Träger mit dessen abstehenden Teilen ein ziemlich flaches und bandförmiges Ganzes, so dass dieses Band beliebig lang gemacht und dann zu einem kleinen Volumen aufgerollt werden kann.
Da dieser Körper aus einem Träger und abstehenden Teilen besteht, lässt sich der Träger so dick gestalten, dass er als Strom zuführungsdraht für die verschiedenen vor stehenden Teile dienen kann, wobei gleich zeitig bei hohen Temperaturen, bei denen vielleicht einige vorstehende Teile wegschmel zen, der Träger trotzdem unversehrt bleibt. Dieser Zweck lässt sich auch bei der Wahl des Materials berücksichtigen, indem dann zum Beispiel der Träger aus hochschmelzen dem Material, zum Beispiel Wolfram, die vorstehenden Teile hingegen aus bei niedri geren Temperaturen schmelzendem Material, an dem das Oxyd gut festhaftet, zum Bei spiel Nickel, hergestellt werden.
Bei einer speziellen Ausführungsform sind die vorstehenden Teile zum Beispiel wie Kammzähne angebracht.
Bei einer andern beispielsweisen Ausfüh rungsform ist der aufgerollte Körper wie so genannte Wellpappe ausgebildet, wobei somit ein tragendes Metallband benutzt wird, auf dem ein zweiter gewellter Metallstreifen da durch befestigt ist, dass jeweils der eine Scheitel einer Welle an dem Trägerband, zum Beispiel durch Schweissen, befestigt ist. Um einen guten Stromzuführungsleiter bil den zu können, wird sich das Trägerband über praktisch die ganze Breite des gewell ten Streifens erstrecken müssen.
Bei geeigneter Ausführung kann der Trä ger zum Beispiel dadurch direkt geheizt werden, dass der Heizstrom über die ganze Länge hindurcbgeschickt wird. Man kann den eingerollten Körper auch indirekt heizen, und in diesem Falle muss der Träger mit einem besondern Stromzuführungsdrabt ver sehen 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 kann da durch gebildet werden, däss der mit vor stehenden Teilen versehene aufgerollte Kör per im innern Raum eines schraubenförmig gewickelten, direkt geheizten Kathodenteils angeordnet wird.
In der Zeichnung sind einige Ausführungs formen der Erfindung beispielsweise darge stellt.
Fig. 1 zeigt den kammförmigen Teil eines Kathodenkörpers; Fig. 2 ist ein Querschnitt dieses Körpers in aufgerolltem Zustande; Fig. 3 zeigt einen Teil eines wellpappen- artig ausgebildeten Bandes, das in Fig. 4 in aufgerolltem Zustande im Querschnitt dar gestellt ist; Fig. 5 zeigt teilweise in Ansicht, teil weise im Schnitt, einen schraubenförmig gewickelten Kathodenteil, innerhalb dessen ein aufgerollter Körper, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, angeordnet ist; Fig. 6 ist eine entsprechende Draufsicht.
Gemäss Fig. 1 ist der Träger 1 mit seit lich 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 aufgerollt. Uni den auf diese Weise gebildeten Körper ist ein Heiz draht 4 angeordnet. Sowohl der eingerollte Körper als auch der Heizdraht werden mit Oxyd überzogen. Das Ende 5 des Trägers 1 des aufgerollten Körpers ist an dem Zufüh- rungsdraht6 des Heizdrahtes4 festgeschweisst. Der andere Zuführungsdraht ist mit 7 be zeichnet.
Wenn ein Strom durch den Reiz draht 4 geschickt wird, wirkt das Ganze somit wie eine Kathode, vor) der ein Teil direkt, ein Teil indirekt geheizt ist. Die Windungen des Körpers 1, 2 können mittelst zwischengefügter Stäbchen voneinander ent fernt gehalten werden, aber man erzielt auch bereits gute Ergebnisse, wenn sie unmittel bar aneinander gelegt werden, da zwischen den Zähnen des Kammes Öffnungen ver bleiben.
In einer andern Ausführungsform wird ein bandförmiger, gemäss Fig. 3 ausgebilde ter Träger 8 verwendet, der aus Metall be steht, und auf dem ein gewellter Metall streifen 9 festgeschweisst ist. Wie aus Fig.4 ersichtlich ist, entsteht beim Aufrollen eines auf diese Weise gebildeten bandförmigen Körpers um einen Stift 10 ein Körper, der von oben gesehen, eine grosse Anzahl Ver tiefungen aufweist. Der Wellstreifen 9 dient gleichzeitig zum Beibehalten der Entfernung zwischen den aufeinanderfolgenden Windun gen.
Wenn das Ganze mit Oxyd überzogen wird, erhält man somit auf ausserordentlich einfache Weise einen Kathodenkörper, der aus einer Anzahl umeinander liegender Bän der besteht, die durch Zwischenschotte ge trennt sind, wobei sämtliche Bänder mit einer stark emittierenden Schiebt bedeckt sind.
Fig. 5 zeigt, wie ein solcher Körper in dem innern Raum eines direkt geheizten Kathodenteils 12 untergebracht werden kann, dessen abgegebene Wärme gleichzeitig zur indirekten Beheizung des aufgerollten Kör pers dient. Der schraubenförmig gewickelte Kathodenteil 12 ist aus zwei Wolframdräbten 13 zusammengesetzt, die nebeneinander an geordnet und gegebenenfalls in dieser Stel lung aneinander geschweisst sind. Um diese Drähte herum ist über die ganze Länge ein Nickeldraht 14 schraubenförmig aufgewickelt, so dass dessen Windungen unmittelbar neben- einander zu liegen kommen. Das Ganze kann dann nochmals vernickelt werden.
Auf diese Weise wird eine Kathode mit rauher Ober fläche gebildet, an der eine grosse Oxydmenge gut festhaften kann. Die Enden des direkt geheizten Kathodenteils 12 sind an die Strom zuführungsdrähte 15 und 16 geschweisst. Das tragende Band 8 des wellpappenartig her gestellten, innern, aufgerollten Körpers ist über die ganze Breite an den Stab 10 ge schweisst, der somit als Zuführungsleiter für die emittierten Elektronen dienen kann und zu diesem Zwecke mit dem Ende 17 an dem Zuführungsdraht 16 festgeschweisst ist. Der aufgerollte Körper ist gegen den Kathoden teil 12 mittelst vier an der Aussenseite an geordneter, aus Isolierstoff, zum Beispiel Porzellan bestehender Röhrchen 18 isoliert.
Das Röhrchen rechts in Fig. 5 ist im Längs schnitt dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass ein Metalldraht 19 hindurchgeführt ist, dessen oberes Ende 20 umgebogen ist und in eine Öffnung des aufgerollten Körpers 8, 9 ein- hackt, während das untere Ende 21 an dem Stab 10 befestigt ist.
Die Anordnung eines solchen gerollten Körpers im innern Raum einer Kathode der beschriebenen Form, wobei 'das Ganze mit Oxyd überzogen wird, ermöglicht eine Emis sion, die beispielsweise das Dreifache der Emission beträgt, die mit dem schrauben förmig gewickelten Kathodenteil 12 an sich erhalten wird, bei gleichem Verbrauch an Heizstrom.
Hot cathode with activated surface, especially for gas-filled discharge tubes. The invention relates to a hot cathode and aims to make such a cathode suitable for delivering very high currents, which is often required for gas-filled discharge tubes, for example for rectifier tubes. For this purpose, the cathode should have the largest possible emitting surface with the largest possible emission per surface unit. In order to achieve the latter, the cathode is activated, that is, provided with a surface layer that is highly emissive.
For this purpose, for example, clothing with an oxide, for example barium oxide, can be used.
To enlarge the emitting surface, it has already been proposed to provide the cathode with a rolled up, gauze-shaped body which is covered with oxide. These and similar cathodes have the disadvantage that the emitted current can hardly be supplied to the various parts of the surface, and that important parts of such a roll of gauze often fail because the thin wires melt over time.
This disadvantage also arises from the fact that such bodies are preferably not made entirely from high-melting metals, for example tungsten, but also metals with a lower melting point, for example nickel, because the oxide adheres better to them.
For this reason, it has already been proposed to arrange special feeder wires at different points on the rolled-up body and to braid the metal gauze alternately from tungsten wires and nickel wires, but for very high currents this is still not entirely satisfactory.
According to the invention, these disadvantages are remedied in that the directly or indirectly heated body forming the electron source, which is designed in the form of a strip and arranged in several turns in a small space and consists of an uninterrupted carrier (for example a metal strip or metal wire) consists, on which a number extending substantially perpendicular to the longitudinal direction of the carrier, protruding from this, activated parts are attached. The turns mentioned can encompass one another, for example in the manner of a spiral, but they can also lie next to one another, for example in the form of folds.
Cathodes with protruding parts covered with oxide are known per se. According to the invention, however, the carrier and its protruding parts form a fairly flat and band-shaped whole, so that this band can be made as long as desired and then rolled up into a small volume.
Since this body consists of a carrier and protruding parts, the carrier can be made so thick that it can serve as a power supply wire for the various protruding parts, while at the same time at high temperatures, at which some protruding parts may melt away Carrier remains intact. This purpose can also be taken into account when choosing the material, for example by making the carrier made of high-melting material, for example tungsten, while the protruding parts are made of material that melts at lower temperatures and to which the oxide adheres well, for example nickel , getting produced.
In a particular embodiment, the protruding parts are attached, for example, like comb teeth.
In another exemplary embodiment, the rolled-up body is designed as so-called corrugated cardboard, whereby a supporting metal strip is used on which a second corrugated metal strip is attached, so that one apex of a corrugation is attached to the carrier strip, for example by welding , is attached. In order to be able to form a good power supply conductor, the carrier tape will have to extend over practically the entire width of the corrugated strip.
With a suitable design, the carrier can be heated directly, for example, by sending the heating current through the entire length. The rolled-up body can also be heated indirectly, and in this case the carrier must be provided with a special power supply cable that can be led out through the glass wall, but which, for the sake of simplicity, is conveniently connected to a cathode pole wire.
An excellently proven and consisting of a directly heated and an indirectly heated part cathode can be formed by the fact that the rolled up body provided with protruding parts is arranged in the interior of a helically wound, directly heated cathode part.
In the drawing, some execution forms of the invention are for example Darge provides.
Fig. 1 shows the comb-shaped part of a cathode body; Fig. 2 is a cross section of this body in a rolled state; FIG. 3 shows part of a corrugated cardboard-like band which is shown in FIG. 4 in the rolled-up state in cross section; Fig. 5 shows partly in view, partly in section, a helically wound cathode part, within which a rolled-up body, as shown in Figures 3 and 4, is arranged; Fig. 6 is a corresponding plan view.
According to Fig. 1, the carrier 1 is provided with teeth 2 protruding since Lich. Such a comb-shaped strip can be given any desired length; it is then, as can be seen from FIG. 2, rolled up around a central pin 3. Uni the body formed in this way, a heating wire 4 is arranged. Both the rolled body and the heating wire are coated with oxide. The end 5 of the carrier 1 of the rolled-up body is welded to the feed wire 6 of the heating wire 4. The other lead wire is labeled 7 be.
When a current is sent through the stimulus wire 4, the whole acts like a cathode, before) which one part is heated directly and one part indirectly. The turns of the body 1, 2 can be kept ent removed from each other by means of interposed rods, but you can already achieve good results if they are placed next to each other immediately, since openings ver remain between the teeth of the comb.
In another embodiment, a band-shaped, according to Fig. 3 formed ter carrier 8 is used, which is made of metal be, and on which a corrugated metal strip 9 is welded. As can be seen from FIG. 4, when a band-shaped body formed in this way is rolled up around a pin 10, a body which, viewed from above, has a large number of depressions Ver. The corrugated strip 9 also serves to maintain the distance between the successive turns.
If the whole thing is coated with oxide, you get a cathode body in an extremely simple manner, which consists of a number of lying bands that are ge separated by intermediate bulkheads, all the bands are covered with a highly emissive pushes.
Fig. 5 shows how such a body can be accommodated in the inner space of a directly heated cathode part 12, the heat given off at the same time serves to indirectly heat the rolled-up body. The helically wound cathode part 12 is composed of two tungsten wires 13 which are arranged next to one another and optionally welded to one another in this stel development. A nickel wire 14 is helically wound around these wires over the entire length so that its turns come to lie directly next to one another. The whole thing can then be nickel-plated again.
In this way, a cathode with a rough upper surface is formed, to which a large amount of oxide can adhere well. The ends of the directly heated cathode part 12 are welded to the power supply wires 15 and 16. The load-bearing band 8 of the corrugated cardboard-like, inner, rolled-up body is welded over the entire width to the rod 10, which can thus serve as a feed conductor for the emitted electrons and for this purpose is welded with the end 17 to the feed wire 16. The rolled-up body is insulated from the cathode part 12 by means of four tubes 18 made of insulating material, for example porcelain, on the outside.
The tube on the right in FIG. 5 is shown in longitudinal section, it being evident that a metal wire 19 is passed through, the upper end 20 of which is bent over and hooks into an opening of the rolled-up body 8, 9, while the lower end 21 is attached the rod 10 is attached.
The arrangement of such a rolled body in the inner space of a cathode of the form described, the whole being coated with oxide, enables an emission which is, for example, three times the emission that is obtained with the helically wound cathode part 12 per se, with the same consumption of heating power.