DE1186559B - Kathode fuer Elektronenroehren und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: HOIj

Deutsche KL: 21g-13/04

Nummer: 1186 559

Aktenzeichen: S 72903 VIII c/21 g

Anmeldetag; 9. März 1961

Auslegetag: 4. Februar 1965

Die Erfindung betrifft eine indirekt geheizte Kathode für Elektronenröhren, insbesondere Kathodenstrahlröhren, mit einem dünnen, pillenförmigen Kathodenkörper, der mindestens eine mit Emissionsstoff bedeckte Oberfläche aufweist und in dem eine Kehrspirale aus isoliertem Heizdraht eingebettet ist.

Bei bekannten Kathoden der erwähnten Art ist der Heizdrahtdurchmesser klein gegenüber der Dicke des pillenförmigen Kathodenkörpers. Da einerseits die Heizdrahtwindungen der Kehrspirale in einer Ebene liegen und andererseits aus Stabilitätsgründen der Kathodenkörper nicht entsprechend dem Heizdrahtdurchmesser beliebig dünn hergestellt werden kann, ist die Berührungsfläche zwischen dem Heizdraht und dem Kathodenkörper verhältnismäßig klein. Dies bedingt eine unerwünscht lange Aufheizzeit, die sich insbesondere dann auswirkt, wenn Elektronenröhren zusammen mit Transistoren betrieben werden sollen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Kathoden besteht darin, daß diese durch Befestigungselemente mit einem verhältnismäßig großen Wärmeleitungsquerschnitt in einem Röhrensystem gehaltert sind. Hierdurch wird ein großer Teil der über den Heizdraht in die Kathode eingespeisten Energie nicht zur Aufheizung von deren elektronenemittierender Oberfläche, sondern zur unerwünschten Erwärmung des gesamten Röhrensystems verwendet.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Kathode, die bei kürzester Anheizzeit einen hohen Wirkungsgrad bezüglich der eingespeisten Heizenergie aufweist. Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß die Kehrspirale gewendelt und der Kathodenkörper mittels seitlich geradlinig wegführender Enden der Kehrspirale sowie eines mit dem Kathodenkörper verbundenen Kathodenanschlußstreifens gehalten ist. Durch Ausgestaltung des Heizdrahtes in Form einer Wendel entspricht die Dicke der Kehrspirale im wesentlichen der aus Festigkeitsgründen zu fordernden Mindestdicke des pillenförmigen Kathodenkörpers, wobei eine große Berührungsfläche zwischen Heizdraht und Kathodenkörper entsteht, die zu kurzer Anheizzeit beiträgt. Da die Kathode, abgesehen von den beiden Anschlüssen des Heizdrahtes, lediglich noch über einen Kathodenanschlußstreifen mit dem übrigen Röhrensystem verbunden ist, ergibt sich eine kleinste Wärmeabstrahlung, da der Querschnitt des Kathodenanschlußstreifens lediglich auf den maximal fließenden Kathodenstrom und nicht auf eine wesentliche mechanische Beanspruchung ausgelegt werden muß.

Kathode für Elektronenröhren und Verfahren
zu ihrer Herstellung

Anmelder:

Sylvania Electric Produkts, Incorporated,
eine Gesellschaft nach den Gesetzen des
Staates Delaware, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27

Als Erfinder benannt:

Paul Haas,

Herbert F. Dickson jun., Seneca Falls, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 11. März 1960

(14470, 14471, 14472)

Einzelheiten einer weiteren Ausbildung der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Kathode in perspektivischer sowie vergrößerter Darstellung,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel einer in einer Kathode zu verwendenden gewendelten Kehrspirale in Draufsicht,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel für die Halterung einer Kathode in einem Röhrensystem und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Kathode weist eine gewendelte Kehrspirale 1 auf, die in einen pillenförmigen Kathodenkörper 2, beispielsweise aus gesintertem Nickel, eingebettet ist. Die Spirale 1 ist zumindest innerhalb des Kathodenkörpers 2 mit einer Isolierschicht 3, beispielsweise aus Aluminiumoxyd, überzogen. Die eine Oberfläche des Kathodenkörpers 2 ist mit Emissionsstoff 4 von niedriger Elektronenaustrittsarbeit bedeckt. Ein Kathodenanschlußstreifen 5 ist mit dem Kathoden-

509 507/258

I 186

körper 2 verbunden und dient zusammen mit Enden 6 der Kehrspirale 1 sowohl als Stromzuführung wie auch zur mechanischen Halterung in einem Röhrensystem.

Gemäß F i g. 3 und 4 ist der Kathodenkörper 2 in der Mitte der öffnung 7 eines scheibenförmigen Isolierkörpers 8 gehalten. Durch drei über den Umfang des Isolierkörpers 8 verteilte axiale Durchtrittsbohrungen hindurch erstrecken sich Haltebügel 9, die auf einer Seite des Isolierkörpers 8 rechtwinklig sowie radial zu dem Mittelpunkt der öffnung 7 hin nach innen umgebogen sind. Zwei einander gegenüberstehende Bügel 9 sind mit den Anschlußenden 6 der Kehrspirale 1 verschweißt; der mit dem Streifen 5 verbundene Bügel 9 ist mit einem axial nach unten verlaufenden L-förmigen Ansatzschenkel 9' versehen, an dessen Ende der Streifen 5 angeschweißt ist. Die Bügel 9 sind in dem Isolierkörper 8 festgelötet.

Gemäß einem Verfahren zur Herstellung der vorangehend beschriebenen Kathode wird der Heizdraht so auf einen in einer Flüssigkeit löslichen, hitzebeständigen, biegsamen Dorn aus Molybdän wendelförmig aufgewickelt; danach wird die Wendel nebst dem Dorn zu einer Kehrspirale verformt, die Verformung der Spirale durch eine Wärmebehandlung fixiert und schließlich der Dorn in einer Lösungsflüssigkeit aufgelöst.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieses Verfahrens wird eine fertiggestellte Spirale in die Mitte einer mit pulverförmigem Kathodenkörpermaterial gefüllten Kammer eingesetzt und danach das Material von zwei gegenüberliegenden Seiten der Kammer aus in einer Richtung senkrecht zu der Fläche der Spirale verdichtet.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung ergibt sich aus nachfolgendem Beispiel:

Kathodenkörper

Durchmesser 1,25 mm

Dicke 0,28 mm

Abstrabifläche 3,5 mm²

Kathodenanschlußstreifen

Breite 0,15 mm

Dicke 5,10-²mm

Länge > 1,3 mm

Elektrische Daten

Heizspannung 1,5 V

Heizleistung 0,2 W

40

45

Heizdraht

Durchmesser 2,5 · 10~² mm

Überzugsdicke (Al₂O₃) 2,5 · 10~² mm

Verhältnis der Gesamtlänge zu
dem in den Kathodenkörper

eingebetteten Teil < 4:1

vorzugsweise 2 bis 2,5 :1

Verhältnis des beschichteten
Teils außerhalb des Kathodenkörpers zu dem nicht
beschichteten Teil <3:1

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Indirekt geheizte Kathode für Elektronenröhren, insbesondere Kathodenstrahlröhren, mit einem dünnen, pillenförmigen Kathodenkörper, der mindestens eine mit Emissionsstoff bedeckte Oberfläche aufweist und in dem eine Kehrspirale aus isoliertem Heizdraht eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehrspirale (1) gewendelt und der Kathodenkörper (2) mittels seitlich geradlinig wegführender Enden (6) der Kehrspirale sowie eines mit dem Kathodenkörper verbundenen Kathodenanschlußstreifens (5) gehalten ist.

2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper (2) von dem Streifen (5) und den Enden (6) in der Mitte der Öffnung (7) eines scheibenförmigen Isolierkörpers (8) gehalten ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer Kathode nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wendeiförmige Aufwicklung des Heizdrahtes auf einen in einer Flüssigkeit löslichen, hitzebeständigen, biegsamen Dorn, Formung der Wendel nebst Dorn zu einer Kehrspirale (1), Wärmebehandlung der Spirale (1) und nachfolgende Auflösung des Doms in der Lösungsflüssigkeit.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Einsetzen der Spirale (1) in die Mitte einer mit pulverförmigem Kathodenkörpermaterial gefüllten Kammer sowie nachfolgende Verdichtung des Materials von zwei gegenüberliegenden Seiten der Kammer aus in Richtung senkrecht zu der Fläche der Spirale (1).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 890 999, 952 543;
schweizerische Patentschrift Nr. 262 907;
USA.-Patentschrift Nr. 2 919 373.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 507/258 1.65 © Bundesdruckerei Berlin