DE2846796C2 - Verfahren zum Befestigen des Kathodenhalters einer Schnellheizkathode - Google Patents
Verfahren zum Befestigen des Kathodenhalters einer SchnellheizkathodeInfo
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- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
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Description
a) Umbiegen des durchgeschobenen Endes des Kathodenhalters (2) durch ein Taumelverfahren,
b) Anschließendes Verspannen des Kathodenhalters (2) durch Heißpressen, wozu eine pressende
Kraft zwischen dem Wulst (5) und der Umbiegung (4) auf den Kathodenhalter unter gleichzeitiger Erhitzung ausgeübt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die beim Heißpressen angewandte
Temperatur beginnender Rotglut entspricht
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenhalter durch
ohmsche Erwärmung erhitzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenhalter induktiv
erhitzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenhalter
während des Heißpressen mit Schutzgas gespült wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schutzgas N2 ist
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen des Kathodenhalters einer Schnellheizkathode nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Kathodenaufbauten werden z. B. in Elektronenstrahlerzeugungssystemen
von Bildröhren verwendet Eine solche Kathode, wie sie auch in F i g. 1 dargestellt ist,
zeigt z.B. die Figur der DE-AS 2313911 und ist in
Funkschau 1967, Heft 21 auf den Seiten 675—677 im Prinzip beschrieben.
Aus der GB-PS 7 25 250 ist es bekannt, ein Kathodenrohr bis zu einem Wulst in eine Isolierscheibe
zu schieben und danach das durchgeschobene Ende längs seines gesamten Umfanges umzubiegen. Mit
Fortentwicklung der Kathodenstrahlröhrentechnologie wurde die Forderung nach immer kürzeren Anheizzeiten
der Kathoden aufgestellt Statt des direkten Befestigens der Kathode in der Isolierscheibe wurde es
daher üblich, die Kathode über einen Kathodenhalter unter Erzielung möglichst geringer Wärmeleitung mit
der Isolierscheibe zu verbinden. Dieser Schritt führte zu einer erheblichen Verkürzung der Anheizzeit, weswegen
solche Kathoden auch Schnellheizkathoden genannt werden.
Die Befestigung des Kathodenhalters in der Bohrung des Isolierteils, normalerweise einem Keramikmaterial,
erfolgt in den bisher bekannten Ausführungsformen durch Kaltnieten. Dabei wird der über die Aussparung
überstehende Teil des Kathodenhalters mittels eines Stempels umgebogen und gleichzeitig der Kathodenhalter
stauchend etwas verformt, so daß er fest in der Aussparung sitzt Die Materialauswahl sowohl bei den
direkt eingenieteten Kathoden wie auch bei den eingenieteten Kathodenhaltern ging dahin, möglichst
gute Bearbeitbarkeit beim Nieten zu gewährleisten.
Um eine weitere Verkürzung der Anheizzeit zu erzielen, wurde die Wärmekapazität des Kathodenhalters
und die Wärmeleitfähigkeit des Materials aus dem er hergestellt wurde, immer weiter verringert Bei
Wandstärken von 0,1 mm und/oder bei Verwendung eines schlecht wärmeleitenden und damit meistens auch
schlecht verformbaren Materials wie Ni 80 Cr 20 treten jedoch Längsrisse im Biegebereich auf, die die Stabilität
der Befestigung erheblich herabsetzen. Bei der Formung des Wulstes, mit dem der Kathodenhalter an das
Isolierteil angelegt wird, ergeben sich zwar ähnliche Probleme, jedoch ist es bei der Fertigung dieses
Halbzeugs ohne weiteres möglich, spezielle Maßnahmen zu ergreifen, die eine Rißbildung verhindern, z. B.
sehr hohe Temperaturen an der Stelle, an der der Wulst geformt wird.
Die Risse in der Umbiegung führen auch zu nicht fest in dem Keramikteil sitzenden Kathodenhaltern und
infolge der schwankenden Wärmeübertragung zu unstabilen Kathodentemperaturen.
Davcnausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das ein Befestigen
von Kathodenhaltern mit sehr geringen Wandstärken, auch aus schlecht verformbarem Material, zuläßt, ohne
daß Risse in der Umbiegung auftreten und das gleichzeitig einen festen Halt des Kathodenhalters in
der Aussparung der Keramikscheibe gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu entnehmen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu entnehmen.
Neben dem Vorteil, daß durch das beanspruchte Verfahren Materialien, die mechanisch schwierig zu
bearbeiten sind, oder solche mit geringer Wandstärke verwendet werden können, bietet sich der weitere
Vorteil einer erheblichen Stabilisierung der Kathodentemperatur durch einen gut reproduzierbaren Wärmeübergang
Kathodenhalter-Keramik. Auch bei den hohen Betriebstemperaturen lockert sich der Kathodenhalter
nicht mehr.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 Kathodenaufbau gemäß Stand der Technik,
F i g. 2 Taumelverfahren,
F i g. 3 Heißpressen.
F i g. 3 Heißpressen.
In dem in F i g. 1 dargestellten Kathodenaufbau bezeichnet 1 eine Piizkathode, 2 den Kathodenhalter
und 3 eine Keramikscheibe. Die Bildung der Umbiegung 4 ist Gegenstand des ersten Teilschritts der
Erfindung, der in F i g. 2 dargestellt ist Unter die Umbiegung 4 ist oft unabhängig vom Befestigungsverfahren
eine Metallscheibe untergelegt, die ein Ausbrechen des Randes der Bohrung der Keramikscheibe
sowie eine Bedampfung der Keramikscheibe durch Kathodenmaterial verhindern soll. Diese Scheibe ist
jedoch nicht erfindungswesentlich und daher in allen Figuren weggelassen.
Das Taumelverfahren nach F i g. 2 ist geeignet, auch Kathodenhalter aus schwer ziehbarem Material, wie
Ni 80 Cr 20, oder mit sehr geringer Wandstärke ohne Rißbildung umzubiegen.
F i g. 2a zeigt den Beginn, F i g. 2b das Ende des Umbiegens durch das Taumelverfahren. Der Kathoden-
halter 2 wird wieder mit dem Wulst 5 auf eine Unterlage 6 aufgelegt, welche dem Kathodenhalter
festen Halt gibt. Der Stempel 7 übt gleichzeitig zwei Bewegungen aus:
Eine kegelige Bewegung um die Anhse A unter dem
Winkel«.
Eine Vorschubbewegung in Richtung der Achse A.
Die Vorschubbewegung muß ca. 0,5 mm überbrücken, ι ο
während der ca. 100 Umdrehungen erfolgen. Zum
Schmieren wird Alkohol verwendet. Der Vorgang ist in ca. 1 see abgeschlossen.
Es ist zweckmäßig, den Stempel so zu konstruieren, daß das dünnwandige Rohr auf einer Seite gestützt wird,
während es auf der anderen umgebogen wird.
In Fig.2a, 2b wird der Kathodenhalter jeweils auf
der linken Seite durch den Stempel gestützt, während rechts umgebogen wird. Bei der kegeligen Bewegung
des Stempels wandern Stützflächen und U.nbiegepunkt um den Kathodenhalter herum.
Wie aus F i g. 2a ersichtlich, wird diese Stützfunktion
gerade dann erreicht, wenn der untere, kegelige Teil des
Stempels im Durchmesser geeignet gewählt ist und wenn er unter einem Winkel « gegenüber der
Stempelachse berandet ist, wobei λ der Winkel ist, um den die Stempelachse gegen die Achse A des
Kathodenhalters gekippt ist. « liegt beim praktischen Anwendungsbeispiel zwischen 2° und 10°.
Nachdem mittels dieses Taumelverfahrens das Umbiegen auch unter den beschriebenen erschwerten
Umständen, die ein bekanntes Kaltnietverfahren ausschließen, erfolgt ist, wird ein zweiter Verfahrensschritt
durchgeführt, der die spielfreie Befestigung des Kathodenhalters auch bei erhöhten Betriebstemperaturen
gewährleistet.
Diese Befestigung erfolgt durch Heißpressen, wie in Fig.3 dargestellt Die Zahlenangaben im folgenden
beziehen sich aut ein praktisches Ausführungsbeispiel.
Zunächst wird der Kaihodenhaiter 2 mit dem Wulst 5
auf den metallischen Gegenhalter 8 aufgesetzt Dann drückt die metallische Spitze 9 auf den Rand 4 mit einer
Kraft K von 4 bis 10 kp. Die Spitze ist ein Kegel von 90° öffnungswinkel. Gleichzeitig beginnt das Spülen mit
einem Schutzgas, vorzugsweise N2, um beim anschließenden
Erhitzen des Kathodenhalters dessen Oxidation zu vermeiden.
Anlegen einer Spannung von 1 bis 5 V an die Spitze 9 und den Gegenhalter 8. Einstellen der Spannung so, daß
der Kathodenhalter auf dunkle Rotglut erhitzt wird. Dabei versucht sich der Kathodenhalter auszudehnen,
wird jedoch durch Gegenhalter 8 und Spitze 9 daran gehindert wodurch der Kathodenhalter in der Keramikscheibe
verspannt wird.
Die Heizspannung wird ausgeschaltet
Nach Abkühlung des Kathodenhalters auf Temperaturen unter 2000C wird die Stickstoffspülung ausgeschaltet
und die Kraft K abgebaut
Das Heißpressen ist in ca. 1 see durchgeführt Das Erwärmen des Kathodenhahers kann statt durch
ohmsche Heizung auch durch induktives Erhitzen oder jede andere heizart durchgeführt werden. Bei den
schwer verformbaren, dünnwandigen Metallteilen, wie sie für Kathodenhalter vorzugsweise verwendet werden,
genügt es nicht, das Metallteil durch Strom zu erwärmen und dann nur durch ein Preßverfahren zu
verformen, da dabei das Kathodenhalterrohr so stark verformt werden würde, daß der beim nächsten
Arbeitsgang zu verwendende Aufnahmedorn nicht mehr in den Kathodenhalter eingeschoben werden
könnte. Das vorhergehende Umbiegen durch das beschriebene Taumelverfahren ist unbedingt erforderlich.
Das Umbiegen durch das Taumelverfahren und das anschließende Heißpressen führen zu einem einwandfreien,
festen Sitz des Kathodenhahers im Isolierteil auch bei den späteren hohen Betriebstemperaturen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Verfahren zum Befestigen des Kathodenhalters einer Schnellheizkathode an einer Isolierscheibe, in
die der Kathodenhalter durch eine Bohrung bis zu einem an ihm angebrachten Wulst durchgeschoben
wird, worauf das durch die Isolierscheibe geschobene Ende des Kathodenhalters auf seinem ganzen
Umfang umgebogen wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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EP79200568A EP0010793A1 (de) | 1978-10-27 | 1979-10-08 | Verfahren zum Befestigen des Kathodenhalters einer Schnellheizkathode |
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FI793275A FI62739C (fi) | 1978-10-27 | 1979-10-22 | Foerfarande foer montering av baeraren foer en snabbt uppvaermbar katod |
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