DE2029225A1 - Verfahren zur Herstellung von Heizwendeln für Glühkathoden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von He izwendeln für Glühkathoden An die Heizwendeln von Glühkathoden für Kathodenstrahlröhren und dergleichen werden im allgemeinen die Anforderungen gestellt, daß auf möglichst engem Raum eine Heizwendel unterzubringen ist, die zur Abgabe der geforderten Heizleistung bei möglichst hoher Spannung betrieben werden kann. Zur Erfüllung dieser Forderung verwendet man für derartige Heizwendeln einen Wolframdraht in doppelter Wendelung, welcher eine Keramikummantelung aufweist, die dem Heizkörper eine feste Form verleiht und die nötige Isolation der einzelnen Windungen sicherstellt. Aus dieser Formgestaltung ergibt sich, daß die Nerstellung von Heizwendeln viele Verfahrensschritte raechanischer chemischer und technologischer Art umfasst. Diese Verfahrensschritte bedeuten eine erhebliche Verteuerung der Herstellung, und es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von IIeizwendeln anzugeben, durch das einige derselben eingespart und gleichzeitig stabile Heizwendeln hergestellt werden können,die hinsichtlich Isolation und Lebensdauer den bisherigen Anforderungen genügen.
• Nach den bis heute üblichen Verfahren wird eine Wolframspirale aus sehr feinem Wolframdraht auf einen dünnen rolybdändraht aufgewickelt1 und der so spiralisierte Draht über einen weiteren, wesentlich dickeren Kerndraht zur Bifilarwendel geformt Der so erhaltene !:etallrohling wird dann mit einem keramischen rantel verstehen, der nach verschiedenen Verfahren erzeugt verden kann, z.B. durch elektrophoretische Passung, durch Aufsprühen oder durch einfaches Tauchen in eine Keramikaufschlemmung. Nach dem Trocknen der Keramikmasse werden die Wendeln verschiedencn Glühprozessen unterwo@fen, wobei eine Vorfostigung der meist oxydischen, z.B. Aluminiumoxyd entbaitenon .asse zu einer steifen Keramikmantel eintritt In diesem Keramikmantel sind dann die Metalldrähte bis auf die Stromzuführungsteile eingebettet. Nunmehr müssen die Holybdändrähte, die lediglich zum Stützen,aber nicht als Elektrizitätsleiter vorgesehen sind, entfernt werden, was durch Aussäuren geschieht. "an verwendet starke oxydierende Säuren, meist bei erhöhter Temperatur. Weil es schwierig ist, das Lolybdän aus den Kapilarräumen innerhalb der keramischen Ummantelung herauszulösen, bringt man zunächst nur eine dünne, durchlöcherte erste Pasteschicht auf, glüht die Wendel, entfernt anschliessend die Kolybdänkerndrähte aus der porösen Keramik durch Herauslösen mit Säuren und pastet ein zweites Mal, um der Keramik dann in einem zweiten Glühprozess die entgültige Form zu geben.
• Dieses Verfahren der zweimaligen Pastung ist umständlich und kostspielig.
• Ein wesentlich vereinfachtes und verbilligtes Verfahren zur Herstellung von Heizwendeln wird erzielt, wenn erfindungsgemäß der Kerndraht, auf dem die Heizwendel samt ihre Holybdänseele aufgespult wird und der die Steigung der Wendel zu fixieren erlaubt, durch einen Kernstab oder ein Kernröhrchen aus Aluminiumoxyd ersetzt wird.
• Solche Keramikteile aus reinstem Aluminiumoxyd sind käuflich erhältlich und gut vakuumverträglich.
• Der Hauptvorteil bei der Herstellung von Wendeln unter Benutzung einer Stützkerns aus fertiger Isolierkeramik besteht darin, daß der frühere benutzte massive Kerndraht zur Formung der Bifilarwendel nicht mehr benötigt, also auch nicht mehr ausgesäuert werden muss. Lediglich der innere Kern der Wolframwicklung aus feinem Folybdändraht muss noch ausgesäuert werden.
• Der Stützkern aus Aluminium verbleibt im Gegensatz zu dem früber verwendeten Stützdraht in der Wendelspirale und stellt eine unverrückbare Säule dar, die eine Änderung der @endelsteigung z.B. bei dem Glühen oder wahrend des Betrlebes auch bei Überheizung nicht mehr zulässt.
• haftet auch dis Isolierpaste schr gut, da aie chemisch ans dem gleichen Material bvesteht. Da der gebrannte Keramikmantel den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie der Stützkern hat, crgeben sich licirlerlei Mechanische Spannungen bei An- oder Abschalten des Heizstromes.
• Da sich das Aussäuern des Stützdrahtes erübrigt, ist es möglich auf die zweite rastung zu verzichten und von vornherein mit ciner stärker viskosen Isolierpaste die endgültige Schicht aufzutragen. Dadurch wird auch der zweite Glühvorgang entbehrlich. Han kann dadurch die technische Herstellungszeit um die Hälfte verkürzen. Die feine Nolybdänseele der Bifilarwendel lässt sich wie bisher, aber in wesentlicher kÜrzerer Zeit aussäuern. Hierbei läuft man keinc Gefahr mehr, daß sich beim Aussäuerungsvorgang in der stark oxydierenden Säure auch Wo fram mitlöst, und so der Durchmesser des Heizfadens veränman dert wird. Vorteilhaft kann) auch Titandraht mit einem Schmelzp mkt von 1670°C oder Tantaldraht mit 3,380°C als Stützfaden für die Bifilarwendel benützen, der sich im ersten Fall in war@er Salzsaure, im zweiten Fall in Flußsäure aussäuern lässt.
• Kan benötigt also nicht n.ehr die bisherige übliche sehr aggressive Mischung aus Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure.
• Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Möglichkeit zur Herstellung von speziellen Heizwendeln nrit sehr dünnem Wolframdraht gegeben ist.
• Die Durchführung des Verfahrens wird im folgenden an eineln Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung naher beschrieben.
• Die Zeichnung zeigt in Figur 1 die Wicklung des Beinen Wolframfadens auf einemdünnen Molybdändrahtquerschnitt, in Figur 2 den nach dem bisherigen Verfahren hergestellten Heizkörper, und in Figur 3 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Heizkörper im @uerschnitt.
• Bei dem bekannten Verfahren wird von einem Wolframdraht W au gegangen, der auf einer dünnen Molybdanseole S gewickelt ist Zur Erzeugung einer Doppelwendel bedient nian sich bei. den' bisherigen Verfahren eines metallischen Kerns K, auf welchen der Draht W samt dem stützenden Molybdänkern bifilar aufgewickelt wird. Die Schnittfigur 2 zeigt die Gänge der einzelnen Windungen mit der Reihenfolge 1 bis 8. Da wie eingangs erwahnt, der metallische Kern K, sowie auch die Seele S durch Ätzen herausgelöst werden muss, überzieht man nun zunächst die Doppelwendel mit einer Keramikschicht M1. Diese wird getrockne@ und gebrannt und dient dazu, der Wendel zunächst einen gewissen Halt zu geben, damit diese nach dem Heraüslösen des Kerns K noch genügend Stabilität behält. Ist zunächst der Kern K durch Anwendung heisser konzentrierter Säure, danach auch die Molybdänseele S der Wolframwicklung beseitigt, so wird noch ein zweiter Keramikmantel M2 und den ersten herumgelegt, der ebenfalls durch hohe Temperatur gebrannt wird.
• Dei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es anhand von Figur 2 erläutert, wird, wird die Wendel auf ein Röhrchen oder Stäbchen aus reinstem Aluminiumoxyd aufgewickelt, und sodann mit Keramik paste überzogen, welche einen Mantel M bildet. Dieser Mantel wird aus einer stärker viskosen Isolierpaste als bei dem Verfahren gemäß Figur 2 hergestellt und durch Glühen hart gebrannt Nunmehr kann man die Seele S der Wolframwicklung W Init einer wesentlich schwächeren Säure herauslösen als bisher zu Weglösen ds Kerns K erforderlich war. Damit ist der heizkörper bereits fertiggestellt. Die Höhlung des Röhrchens P kann unter Umständen zur Anbringung eines Eefestigungsstabes zum Kontieren des Heizkörpers dienen. Das Verbleiben des Keramikkörpers 1' innerhalb der edel gewährleistet eine stabilere Befestigung der einzelnen Windungen der Wendel, sodaß auch während längeren Betriebes keine Änderung des Abstandes oder der Steigung de Wendelteile möglich ist.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   (1). Verfahren zur Herstellung von Heizwendeln für Elcktronenröhren, welche zu einer Achse bifilar gewickelt sind, wobei nach Wickeln eine Umhüllung der Wendeln mit Isoliermaterial, insbesondere Aluminiumoxyd erfolgt, das in einem Glühprozess gebrannt wird, und danach tragende Teile der Wendel mit Säure,welche den Heizdraht nicht angreifen, herausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizfaden in Form einer Bifilarwendel auf cinen Stützkörper au@ Aluminiumoxyd-Keramik aufgewickelt wird, daß dann das Heiz element mit einer einfachon Schicht aus Keramikpaste bedeckt und diese eingebrannt wird, und daß schliesslich die Seele des Heizdrahtes mit Säure herausgelöst wird.

   2, Verfahren nach Anspruch 1, daß der Stützkörper aus Keramik welcher die wendel trägt, als Röhrchen ausgebildet ist.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Titandraht oder Tantaldraht als Seele fUr den Iseiziaden verwendet wird, welche mit warmer Salzsäure, bzw.

   mit Flußsäure ausgelöst wird.

   L e e r s e i t e