DE1258520B - Verfahren zur Herstellung eines aus einer Flachspule bestehenden Heizers fuer eine Kathode oder einer aus einer Flachspule bestehenden Kathode - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIj

Deutsche KL: 21g-13/04

Nummer: 1 258 520

Aktenzeichen: M 60866 VIII c/211

Anmeldetag: 30. April 1964

Auslegetag: 11. Januar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines aus einer Flachspule bestehenden Heizers für eine Kathode oder einer aus einer Flachspule bestehenden Kathode für Elektronenröhren durch Bewickeln und Entfernen eines Dorns.

Es ist bekannt, scheibenförmige Kathoden mit flächig ausgebildeten Heizern zu verwenden, da diese Kathoden geringe Wärmeverluste und eine hohe Emissionsleistung aufweisen. Insbesondere ist es bekannt, einen in einem Rohrkörper liegenden Heizfaden etwa in einer Ebene spiralig aufzuwickeln oder im Zickzack zu legen und sodann den rohrförmigen Körper etwas flachzupressen, so daß er beim Anliegen an die Kathodenplatte eine verhältnismäßig große Berührungsfläche mit dieser bildet. Das Legen des Heizdrahtes in Zickzack- oder Spiralform in einer Ebene oder angenähert in einer Ebene ist jedoch ein Arbeitsgang, der verhältnismäßig viel Zeit braucht und sich für die Massenfertigung, insbesondere die automatische Massenfertigung, nicht sehr eignet.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung von Kathoden bzw. Kathodenheizern bekannt, bei dem ein Wickelkörper aus einem säurelöslichen Material, z. B. aus Molybdän, von einem säurefesten, zumeist aus Wolfram bestehenden Heizfaden umwickelt wird. Der Wickelkörper kann als Dorn oder auch als kompliziertere Form ausgebildet sein. Nach dem Wickeln, gegebenenfalls auch erst nach einer Einbettung der Heizfaden-Wickelkörper-Anordnung in einen Isolierstoffmantel, wird der Wickelkörper chemisch unter dem Heizfaden herausgelöst. Die Herstellung einer Flachspule nach diesem Verfahren mit Hilfe eines flachen Dorns oder zweier paralleler dünner Dorne würde jedoch den Nachteil mit sich bringen, daß bei gleichmäßiger Drehung des Dorns ein unstetiges Aufwickeln des Heizfadens erfolgt, der von der Vorratsspule her je nach der Dornwinkelstellung mal schnell und mal langsam abgezogen wird, so daß er in Gefahr ist, zu reißen, nicht straff aufliegt und eine hohe Wickelgeschwindigkeit nicht möglich ist. Ein Wickehi mit konstanter Zuführungsgeschwindigkeit des Heizfadens und ungleichmäßiger Wickelgeschwindigkeit des Dorns hinwiederum würde einen erheblichen konstruktiven Aufwand der Wickelvorrichtung bedeuten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus Flachspulen bestehende Kathoden oder Kathodenheizer in für die Massenfertigung geeigneter Weise schnell und billig herzustellen.

Dies wird gemäß der Erfindung bei der Durchführung der eingangs genannten Verfahrensgattung dadurch erzielt, daß der bewickelte runde Dorn flachgepreßt und anschließend chemisch aufgelöst wird.

Verfahren zur Herstellung eines aus einer
Flachspule bestehenden Heizers für eine
Kathode oder einer aus einer Flachspule
bestehenden Kathode

Anmelder:

Matsushita Electronics Corporation,
Osaka (Japan)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Leinweber

und Dipl.-Ing. H. Zimmermann, Patentanwälte,

8000 München 2, Rosental 7

Als Erfinder benannt:

Shunzo Oyabu,

Junzo Masuda, Kyoto;

Hiroyuki Matsumoto, Takatsukishi (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 30. April 1963 (22 968)

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erlaubt ein schnelles und kontinuierliches Wickeln und sodann mit Hilfe einer entsprechenden Presse ein vollkommen unempfindliches und einfaches Umformen der ursprünglichen Schraubenspule in eine Flachspule. Das Herstellungsverfahren ist insbesondere vorteilhaft für die Herstellung von Kleinstkathoden, etwa zum Einbau in Milliwatt-Elektronenröhren, z. B. Milliwatt-Kathodenstrahlröhren, anwendbar und ergibt die wegen ihrer stabilen Kennwerte günstigen Drahtheizer.

Für die Herstellung direkt geheizter Kathoden kann die Flachspule nach der Auflösung des Dorns vorteilhaft in ein elektronenemittierendes Oxid eingebettet werden. Für die Herstellung indirekt geheizter Kathoden kann auf die Flachspule zwischen den Verfahrensschritten des Flachpressen und des Dornauflösens ein Isolierstoff aufgebracht und gesintert werden. Bei diesem an sich bekannten Verarbeitungsverfahren besitzt die Flachspule durch den flachgepreßten Dorn einen sicheren Halt, der eine Wahrung der vorbestimmten Form, Bemaßung und Isolier-

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stärke garantiert. Der Kathodenkörper wird dann Nach dem Verformen des bewickelten Dorns 1 in

nach dem Entfernen des Dorns beispielsweise hülsen- die Form gemäß F i g. 2 wird er in ein Lösungsmittel artig auf die isolierte Flachspule aufgeschoben. getaucht, z. B. in ein Gemisch aus Salpetersäure und

Zur Herstellung einer einseitig emittierenden, direkt Schwefelsäure, um nur den Dorn 2 durch selektive geheizten Kathode ist es auch möglich, die Flachspule 5 Auflösung zu entfernen. Danach werden die Überauf einer Seite mit Isolierstoff zu beschichten und stehenden Teile an den gegenüberliegenden Enden nach dem Auflösen des Dorns auf der anderen Seite des Heizfadens 7 abgeschnitten und die Enden ummit elektronenaussendendem Oxid zu bedecken. gebogen, so daß sie leitende Klemmen 8 bilden. Es

Das erfindungsgemäße Verfahren, ist besonders entsteht ein Kathodenheizer in Form einer Flachvorteilhaft anwendbar, wenn bei der Herstellung io spule gemäß Fig. 3.

indirekt geheizter Kathoden der Isolierstoff durch Soll der Kathodenheizer gemäß F i g. 3 für eine

Beschichten pastenförmig auf die Flachspule auf- direkt geheizte Kathode (Fig. 4) verwendet werden, gebracht und vor dem Dornauflösen durch Form- so wird er den nachstehend beschriebenen Verfahpressen auf der Flachspule geformt wird oder wenn rensschritten unterworfen.

der Ioslierstoff körnig ist und durch Aufpressen auf- 15 Die direkt geheizte Kathode gemäß Fig. 4 wird gebracht wird. Da sich der flachgepreßte Dorn wäh- durch Aufbringen einer elektronenemittierenden rend der Druckausübung auf den aufgebrachten Iso- Oxidschicht auf die gesamte Oberfläche, außer auf die lierstoff noch innerhalb der Flachspule befindet, ist Klemmen 8, des Kathodenheizers gemäß F i g. 3 auf diese hierbei vor Verformung geschützt. bekannte Weise, z. B. durch Aufsprühen, Elektro-

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale einer 20 phorese oder durch Eintauchen in ein Bad, hergeweitere Ausbildung der Erfindung ergeben sich aus stellt. Sie enthält ein Kathodenheizelement 9, das in der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die der elektronenemittieren Oxidschicht 10 eingelagert Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt ist.

Fig. 1 in schematischer Seitendarstellung einen Bei Anwendung des Herstellungsverfahrens gemäß

Arbeitsgang zur Bildung eines bewickelten Flach- 25 der Erfindung kann auch ein Flachspulenheizer für dorns gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungs- eine indirekt geheizte Kathode hergestellt werden, der verfahren, von einer Isolierschicht bedeckt ist. Gemäß F i g. 5 ist

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den gemäß Fig. 1 eine Form 11 aus einem Material, das bei hohen hergestellten bewickelten Flachdorn, Temperaturen beständig ist, beispielsweise Molybdän,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines erfin- 30 auf einer flachen Platte 12 angeordnet. In einer Öffdungsgemäß hergestellten Kathodenheizelementes, nung 13 der Form 11 befindet sich ein gemäß

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer direkt Fig. 1, 2 flachgepreßter bewickelter Dorn 14. Mit geheizten Kathode mit weggebrochenen Teilen, Hilfe eines Schabers 17 wird pastenförmiger Isolier-

FIg. 5 hi schematischer Seiten-Schnittdarstellung stoff 16 in den vom Dorn frei gelassenen Raum 15 einen Arbeitsgang zum Aufbringen von Isolierstoff 35 der Öffnung 13 gefüllt. Der Isolierstoff 16 kann geauf den bewickelten Flachdorn, gebenenfalls Aluminiumoxid sein, das mit destillier-

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht des mit Iso- tem Wasser oder einer Nitrozelluloselösung durchlierstoff überzogenen bewickelten Flachdorns gemäß geknetet ist. Dieses Füllen sollte unter Umdrehen der F i g. 5, Platte 12 auf die Oberseite der Form 11 auf den

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines aus der 40 gegenüberliegenden Seiten des bewickelten Dorns 14 Struktur gemäß Fig. 6 hergestellten Kathodenheiz- vorgenommen werden. Sodann wird die Platte 12 elementes, . entfernt und die Form 11 mit dem die Flachspule

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh- tragenden Dorn 14 und dem Isolierstoff 16 in einer rungsform einer direkt geheizten Kathode, Wasserstoffatmosphäre auf eine Temperatur von

Fig. 9 eine Abwandlung des Formarbeitsganges ₄₅ 1600 bis 1700⁰C erhitzt. Anschließend wird die gemäß Fig. 5, Form 11 entfernt, und die Enden des Heizdrahtes

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer indirekt werden so gebogen, daß sie leitende Klemmen 18 bilgeheizten Kathode und den (F i g. 6). Danach wird das erhaltene Halbfabri-FIg. 11 eine perspektivische Darstellung eines kat dem Verfahren zum selektiven Auflösen des Arbeitsganges zum Formen der indirekt geheizten 50 Dorns 6 unterworfen, und es entsteht ein mit Isolier-KathodegemäßFig. 10. stoff überzogener Kathodenheizer gemäß Fig. 7. In Fig. 1 ist der Grundgedanke des erfindungs- Eine oder mehrere Schichten aus elektronenemittiegemäßen Formarbeitsganges für einen Kathoden- rend'em Oxid können unmittelbar oder unter Zwiheker oder eine Kathode veranschaulicht. Ein be- schenlage einer dünnen Metallschicht auf eine oder wickelter Dorn 1 besteht aus einem anfänglich noch 55 beide Seiten eine solchen Kathodenheizers aufgezylinderförmigen Dorn 2 aus einem säurelöslichen bracht werden, so daß eine direkt geheizte oder eine Metalldraht, wie z.B. Molybdän, der mit einem indirekt geheizte Kathode entsteht, gegen die Säure beständigen Wolfram-Heizfaden 3 In der Ausbildungsform einer direkt geheizten mit einer geeigneten Steigung umwickelt ist. Der Kathode gemäß F i g. 8 ist eine Isolierschicht 19 auf bewickelte Dorn 1 ist"zwischen zwei Formstempel 4 60 einer Seite eines flachen Heizers 18 und eine elek- und 5 eingebracht, die auf den gegenüberliegenden tronenemittierende Schicht 20 auf dessen anderer Seiten des bewickelten Dorns 1 angeordnet sind. Wer- Seite angeordnet.

den die Formstempel 4 und 5 aufeinander zu bewegt, Der in Isolierstoff eingebettete, flachgepreßte be-

so daß sie auf den bewickelten Dorn 1 einen geeigne- wickelte Dorn gemäß Fig. 6 kann auch durch ein ten Druck ausüben und ihn flachpressen, so wird 65 Verfahren gemäß Fig. 9 erhalten werden. Zwei dieser gemäß F i g. 2 verformt, und der Dorn 2 und Formen 27 und 28 bilden eine Presse. In eine in der der Heizfaden 3 nehmen die Form von Flachteilen 6 Form 28 vorgesehene Aussparung 29 wird eine vor- bzw. 7 ein. bestimmte Menge Isolierstoff 30, beispielsweise

pulverförmiges Aluminiumoxid, eingefüllt, und ein flachgepreßter bewickelter Dorn 31 (gemäß Fig. 2) wird im Isolierstoff 30 eingelagert. Wenn nun die Form 27 in die Form 28 gepreßt wird und einen Druck von 40 bis 50 kp/mm² auf den Isolierstoff 30, der den bewickelten Dorn 31 umgibt, ausübt, wird der bewickelte Dorn 31 fest mit dem Isolierstoff 30 zu einem Bauteil verbunden, welcher der Aussparung 29 entnommen werden kann.

In Fig. 10 ist ein Verfahren zur Herstellung einer indirekt geheizten Kathode unter Verwendung des mit Isolierstoff bedeckten Kathodenheizers veranschaulicht. Ein mit Isolierstoff bedeckter Kathodenheizer 21 (gemäß F i g. 7) wird in eine Kathodenhülse 22 aus Nickel eingebracht; in den dazwischenliegenden »5 Raum 23 wird Isolierstoff 24, z. B. im wesentlichen Aluminiumoxid, eingefüllt. Anschließend wird eine elektronenemittierende Oxidschicht 26 auf eine Außenseite der Kathodenhülse 22 aufgebracht.

Gemäß Fig. 11 fällt die Verwendung des Isolier- ao stoffes 24 zur Erzielung der Einheitsstruktur aus Kathodenhülse 22 und Kathodenheizer 21 fort. Eine Form 32 ist in eine Aussparung 34 einer Form 33 einschiebbar, in der die Kathodenhülse 22 mit dem mit Isolierstoff bedeckten Kathodenheizer 21 darin liegt. Bei entsprechendem Druck der Form 32 mit der Gegenform 33 auf die Kathodenhülse 22, bei dem der Kathodenheizer gerade nicht zerbrochen wird, verformt sich die Kathodenhülse 22 etwas, und beide Teile sind fest miteinander verbunden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines aus einer Flachspule bestehenden Heizers für eine Kathode oder einer aus einer Flachspule bestehenden Kathode für Elektronenröhren durch Bewickeln und Entfernen eines Dorns, dadurch gekennzeichnet, daß der bewickelte runde Dorn flachgepreßt und anschließend chemisch aufgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachspule (7, 9) nach der chemischen Auflösung des Dorns (2) in ein elektronenemittierendes Oxid (10) eingebettet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Flachspule (14) zwischen den Verfahrensschritten des Flachpressen und des Domauflösens ein Isolierstoff (16, 30) aufgebracht und gesintert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachspule auf einer Seite mit Isolierstoff (19) beschichtet und nach dem Auflösen des Dorns auf der anderen Seite mit elektronenemittierendem Oxid (20) bedeckt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff (16) durch Beschichten pastenförmig auf die Flachspule (14) aufgebracht und vor dem Dornauflösen durch Formpressen auf der Flachspule geformt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff (30) körnig ist und durch Aufpressen aufgebracht wird.

In Betracht gezogene Druckschrift:

Deutsche Patentschrift Nr. 1124 158;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1143 589;
schweizerische Patentschrift Nr. 262 907.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1184 424.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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