DE2504674B2 - Schnellheizkathode für Bildröhren mit einer inneren Beschichtung mit großem Wärmeemissionsvermögen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneiiheizkathode für Bildröhren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der Vergangenheit wurden bereits viele Schnellheizkathoden entwickelt Die meisten waren kommerziell nicht akzeptabel wegen zu hoher Ausfallquoten und ungünstiger Herstellungskosten. Zur Vermeidung dieser Nachteile wählten viele Fernsehgerätehersteller sogennante Soforl-An-Einrichtungen, wobei die Heizfäden aller Röhren eines Gerätes ständig stromdurchflossen sind, also au oh im Aus-Zustand des Gerätes. Obwohl eine solche Einrichtung den vorgesehenen Zweck voll erfüllt, hat sie den Nachteil, elektrische Energie zu vergeuden.

Um das zu vermeiden, hat sich die Aufmerksamkeit wieder Schnellheizkathoden zugewendet Unter Schnellheizkathoden versteht man Kathoden, die nach etwa 5 Sekunden ihre Betriebstemperatur erreichen und ein sichtbares Bild auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre ermöglichen.

Eine derartige Kathode ist der DE-OS 24 49 980 zu entnehmen.

Eine solche Schnellheizkathode enthält im wesentlichen eine becherförmige Kappe, die auf ihrer Oberseite mit Elektronen emittierendem Belag versehen ist und einen Kathodenaufbau besitzt, der über relativ dünne und schmale Rippen mit der Kappe verbunden ist Ein passendes Heizelement ist innerhalb des Kathodenaufbaus angeordnet. Obwohl dieser Aufbau sehr gut für die vorgesehene Aufgabe funktionierte, könnte sie verbessert werden, wenn die vom Heizelement abgestrahlte Wärme besser d. h. schneller zur Kappe und der abstrahlenden Oberseite geleitet werden könnte.

Aus der DE-AS 22 58 160 ist ein Verfahren zu entnehmen, das zum Herstellen einer indirekt geheizten Kathode mit Schnellheizeigenschaften dient, bei dem eine Nickelkappe als Träger für das emittierende Material an ein Ende eines mit einer schwarzen Schicht bedeckten Metallzylinders geschweißt wird. Die schwarze Schicht wird erzeugt, indem das Zylindermaterial vor der Montage an der Kappe oxydiert wird. Das Zylindermaterial ist meistens Nickel oder eine Nickelchromlegierung. Vor dem Verschweißen von Metallzylinder und Nickelkappe muß das entsprechende Ende derselben wieder von der Oxydationsschicht befreit werden, da sonst kein Festschweißen möglich ist. Diesen Nachteil kann man nach diesem bekannten Verfahren vermeiden, indem der Metallzylinder vor dem Verschweißen mit der Kappe mit einer Schicht einer Suspension bedeckt wird, die ein oder mehrere Metalloxide in Pulverform enthält Diese Schicht wird getrocknet und in einer reduzierenden Atmosphäre gesintert Nun kann die Nickelkappe über ein mit der gesinterten Schicht bedecktes Ende des Zylinders geschoben und verschweißt werden.
Während das bekannte Verfahren die Aufgabe löst,

ίο den Bearbeitungsschritt der Reinigung der ftandzone des Zylinders vor dem Schweißen an die Kappe einzusparen, soll bei der vorliegenden Erfindung die Wärmeabstrahlfähigkeit der Kappe entscheidend verbessert werden.

'■> Wenn, wie es bei dem bekannten Verfahren angegeben wird, der Zylinder geschwärzt wird, dann strahlt dieser Wärme ab bzw. nimmt gut Wärme auf. Das kann aber nicht die Wärmeleitung zur Emissionsschicht verbessern, sondern nur verschlechtern. Außer- dem sieht die bekannte Lösung nicht einen Kathodenaufbau mit geringstmöglichem Flächenkontakt zwischen Kappe und Zylinder zur Vermeidung von Wärmeverlusten vor. Das ist aber nach der bereits erwähnten Lösung nach der DE-OS 24 49 980 der Fall.

Deshalb wurde von dieser Konstruktion ausgegangen. Nach dem Patent wird nämlich der Zylinder flächig in die Kappe eingeführt und mit ihr verschweißt Das trägt ebenfalls dazu bei, daß Wärmeenergie von dem Heizer der Kappe verloren geht

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Schnellheizkathode nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Wärmeabstrahlfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit der Kappe so zu verbessern, daß sie Wärmeenergie vom Heizer innen besser aufnimmt und der Emissionsschicht auf der Kappe zuleitet

Diese Aufgabe wird für den angegebenen Oberbegriff erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst

Indem die becherförmige Kathodsnkappe aus Verbundmaterial besteht, wobei das äußere Material Nickel oder Kathodennickellegierungen ist und das innere aus einem Material guter Oberflächenschwärzung, also guter Wärmeabstrahlfähigkeit, wie Chromnickel oder MangannicKel besteht, wird die Wärmeenergie vom Heizer erheblich besser zur Emissionsschicht transportiert und so die Schnellheizeigenschaft insgesamt verbessert
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind dem Patentanspruch 2 und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen.

Im folgenden wird Bezug auf die Zeichnung genommen, die zwei Figuren aufweist

F i g. 1 zeigt die Schnellheizkathode in teilweise

^w geschnittener Seitenansicht,

Fig.2 zeigt ein Blockdiagramm des prinzipiellen Herstellungsverfahrens für die Bildung der Wärmeabstrahlungsoberfläche.
Fig. 1 zeigt eine Schnellheizkathode 10 mit einer Kappe 12 von etwa zylindrischer Form, die ein geschlossenes Oberteil 14 und die Seitenwand 16 aufweist und den hohlen Innenraum 18 bildet.

Die Kappe 12 wird von mehreren Stangen 20 mit geringem Flächenkontakt gestützt, die ein Teil der

^M hohlen Kathodenhülse 22 bilden. Ein Heizelement 24 weist einen elektrisch leitenden Kern 26 auf, der aus geeignetem Material besteht wie beispielsweise Wolfram oder Molybdän, das von einem elektrisch

isolierenden Überzug 28 umgeben ist Der Oberzug 28 besteht aus geeignetem Material ζ,Β, Tonerde, Das Heizelement 24 befindet sich im hohlen Innenraum der Schnellheizkathode 10 und weist einen gewendeten Teil 30 auf. Dieser Teil 30 ist von geringer Höhe verglichen mit der Ausdehnung der gesamten Kathode 10 und befindet sich im hohlen Inneren 18 der Kappe IZ Das Heizelement besitzt die Zuleitungsbeine 33, die durch die Hülse 22 herausragen.

Die Kappe i.2 ist aus einem Verbundmateriat geformt, das mindestens zwei Lagen aufweist Die äußere Lage besteht aus Nickel oder einer Kathodennickellegierung und ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 32 eingetragen. Die innere Lage 34 besteht aus einem Material, das aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt wurde, die eine Oberfläche mit guter Wärmeabstrahlfähigkeit besitzen, mit anderen Worten ein hohes Wärmeemissionsvermögen aufweisen. Meistens ist eine derartige Oberfläche schwarz oder extrem dunkel-grau. Ein bevorzugtes Material ist eine Legierung, die aus etwa 20% Chrom und 80% Nickel besteht Derartiges material ist im Hände! verfügbar. Die innere Lage sollte so dünn wie möglich sein, um den angestrebten Zweck zu erfüllen. Ihre Dicke sollte etwa 4 bis 20% der Gesamtdicke des Verbundmaterials sein. Eine bevorzugte Dicke ist beispielsweise 6,5% der Gesamtdicke des Verbundmaterials, das durch Plattieren hergestellt werden kann.

Wenn man eine größere Dicke insbesondere der inneren Lage wählt, besteht die Gefahr, daß das Verbundmaterial als Bi-Meta]] arbeitet und Deformationen der Kappe auftreten, weil sich die voneinander abweichenden Ausdehnungskoeffizienten auswirken.

Falls eine andere Legierung für die innere Lage als die angegebene Nickel-Chrom-Verbindung verwendet werden soll, kommt eine solche aus etwa 4% Mangan und 96% Nickel in Frage.

Das Herstellungsverfahren für die Kappe 12 ist im

ίο Blockdiagramm der Fig.2 dargestellt Zunächst wird das zu verwendende Material für die äußere Lage ausgewählt, z. B. Nickel oder eine Kathodennickellegierung, und in einem entsprechenden Arbeitsgang wie Plattieren mit der zweiten Lage versehen, deren Oberfläche die hohe Wänneenussionsfähigkeit aufweist Danach wird in einem Tiefzieharbeitsgang die gewünschte Form der Kappe 12 hergestellt Die gewünschte Schwärzung der Oberfläche wird erzielt, indem die Kappe etwa 10 Minuten in dissoziierter Ammoninkatmosphäre auf etwa 900° bis 1300° C aufgeheizt wird. Dieser Glühp -.<zeß oxydiert die Chromoberfiäche der inneren Lage, venn eine Nickei-Chrom-Legierung verwendet wird und ergibt eine schwarze Wärmeabstrahloberfläche.

Materialien, die ohne den Glühprozeß bereits die erforderliche Schwärzung aufeisen, fallen ebenfalls in den Bereich der Erfindung. Ebenso ist es denkbar, den Glühprozeß vor dem Tiefziehen durchzuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Schnellheizkathode für Bildröhren mit einer becherförmigen Kappe, die mit einem Elektronen emittierenden Belag versehen ist und innen eine die Wärme gut abstrahlende schwarze Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (12) aus einem Verbundmaterial aus wenigstens zwei Lagen hergestellt ist, wobei die innere Lage (34) aus einer Legierung mit 20% Chrom und 80% Nickel oder 4% Mangan und 96% Nickel und die äußere Lage (32) aus Nickel oder einer Kathodennickellegierung besteht

2. Schnellheizkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der inneren Lage (34) zwischen 4 und 20% der gesamten Dicke des Verbundmaterials ausmacht