DE526604C

DE526604C - Elektrode fuer Entladungsroehren

Info

Publication number: DE526604C
Application number: DEN22050D
Authority: DE
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1922-06-13
Filing date: 1923-04-20
Publication date: 1931-06-08

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Elektrode für Entladungsröhren, die sich besonders zur Verwendung in Entladungsröhren, wie Gleichrichtern oder Sendelampen, oder als Kathode oder Antikathode in Röntgenröhren eignet und die unmittelbar in die Glaswandung der Röhre eingeschmolzen werden kann.

Es ist bekannt, als Antikathode für Röntgenröhren einen Hohlzylinder aus Kupfer zu verwenden, der mittels eines luftdicht an ihm befestigten Platinringes in die Glaswandung der Röhre eingeschmolzen wird. Dieser Hohlzylinder kann in irgendeiner Weise,

z. B. durch Wasserkühlung, gekühlt werden.

Auch hat man für Entladungsröhren für

größere Leistungen mit oder ohne Gasfüllung, wie z. B. Sendelampen oder Gleichrichter, bereits vorgeschlagen, eine Anode zu verwen-

ao den, die auf einer Seite unmittelbar mit der freien Luft oder mit irgendeinem Kühlmittel, wie Wasser, in Verbindung steht. Eine derartige Bauart ergab den Vorteil, daß eine zu hohe Temperaturleistung der Anode verhütet wurde und so eine wesentliche Schwierigkeit beseitigt wurde, auf die man bei Entladungsröhren für größere Leistungen stößt.

Die Bauart der Elektroden nach der Erfindung hat ebenfalls den vorgenannten Vorteil, ist aber außerdem einfacher und bietet Vorteile bei der Herstellung der Röhren.

Gemäß der Erfindung enthält die Elektrode eine zusammenhängende Chromeisenschicht, und der mit dem Ausdehnungskoeffizienten des Glases möglichst übereinstimmende Ausdehnungskoeffizient ihres in das Glas einzuschmelzenden Randes ist im wesentlichen durch die Chromeisenlegierung bestimmt.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, als Material für die Elektroden in Entladungsröhren eine im Vakuum geschmolzene Eisenlegierung zu benutzen, die Nickel, Chrom oder Kobalt enthält. Es handelt sich dabei jedoch nicht um eine Elektrode, die mit ihrem Rande unmittelbar in das Glas der Röhre eingeschmolzen ist.

Es ist ferner auch schon vorgeschlagen worden, in Glas einzuschmelzende Stromzuführungsdrähte aus Chromeisenlegierungen herzustellen; daraus ließ sich indessen nicht die Möglichkeit folgern, Elektroden der vorliegenden Art in Glas gasdicht und dauerhaft einzuschmelzen, weil in letzterem Falle die Schmelzstelle ganz anderen Beanspruchungen ausgesetzt ist als bei Zuführungsdrähten.

Die Chromeisenschicht der Elektrode gemäß der Erfindung kann sehr verschiedenartig ausgeführt werden. Obwohl nicht unbedingt notwendig, ist es natürlich vorzuziehen, die ganze Schicht aus Chromeisen von der gleichen Zusammensetzung herzustellen, so daß nirgends in der Schicht Schweißstellen vorkommen. Die Elektrode bietet dann den Vorteil, daß sie sich leicht luftdicht in das Glas einschmelzen läßt und die zusammen-

hängende Chromeisenschicht zugleich einen ausgezeichneten luftdichten Verschluß zwischen dem Inneren der Entladungsröhre und der freien Luft ergibt, da nirgends Schweißstellen vorkommen, die Undichtigkeiten herbeiführen können. Das Chromeisen selbst ist bei einer verhältnismäßig geringen Dicke der Schicht nicht porös. Die Schicht kann derart ausgeführt werden, daß eine hohle Elektrode entsteht, die leicht gekühlt werden kann. Die Elektrode kann ferner derart ausgeführt werden, daß die Teile der Elektrode, die unmittelbar mit dem Inneren der Entladungsrohre in Verbindung kommen, aus Chromeisen bestehen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt sich noch der bekannte A⁷Orteil einer leichten Entgasung.

Des weiteren kann die Elektrode aus einem massiven oder einem auf einer Seite geschlossenen röhrenförmigen Körper aus Chromeisen bestehen, der mit einem Rand zum Einschmelzen in das Glas der Entladungsröhre versehen ist.

Zur Erleichterung des Einschmelzens kann auch die Wanddicke der Chromeisenschicht nach der Einschmelzstelle hin abnehmen.

Zu bestimmten Zwecken ist die Elektrode an dem Ende, das mit dem Inneren der Entladungsröhre in Verbindung kommt, mit einem Belag oder einer Platte oder einem Stück eines anderen geeigneten Elektrodenmaterials zu versehen. Wenn die Elektrode als Antikathode in einer Röntgenröhre dient, kann man auf dem Ende, wie man es z. B. auch bei den bekannten Kupferantikathoden macht, eine kleine Platte aus Platin oder ein Stück Wolfram anordnen; wird sie als Kathode einer Röntgenröhre benutzt, so empfiehlt es sich, sie mit einem Kopf aus Aluminium zu versehen.

Als Anode für Sendelampen oder Gleichrichter kann die Elektrode nach der Erfindung gänzlich aus einer Chromeisenröhre bestehen, die auf einer Seite geschlossen ist und auf der anderen offenen Seite in das Glas eingeschmolzen werden kann.

Der Stromzuführungsdraht, der aus einem Material von guter Leitfähigkeit, vorzugsweise Kupfer, besteht, kann auf irgendeine go Weise, z. B. durch Löten, an der Elektrode befestigt werden. Da sich Chromeisen mit Kupfer schlecht verbinden läßt, ist es günstig, an dem Chromeisen der Elektrode vorher ein Stückchen Nickel und an diesem dann den Stromzuführungsdraht zu befestigen; denn Nickel läßt sich verhältnismäßig gut, z. B. durch elektrisches Schweißen, mit Chromeisen verbinden.

In den Abbildungen sind einige Ausführungsformen von Elektroden nach der Erfindung schematisch dargestellt.

Abb. ι stellt einen Schnitt durch eine Antikathode für Röntgenröhren,

Abb. 2 einen Schnitt durch eine Anode einer Entladungsröhre, z. B. Gleichrichter 6g oder Sendelampe, und

Abb. 3 eine weitere Ausführungsform einer Elektrode nach der Erfindung dar.

In der Ausführungsform nach Abb. ι ist ι der röhrenförmige Körper aus Chromeisen. An dem offenen Ende ist die Röhre in das Glas 2 eingeschmolzen. Die Zusammensetzung muß derart sein, daß beim Einschmelzen keine Sprünge oder Risse im Glase auftreten und eine gute luftdichte Verbindung des Glases mit der Elektrode erzielt wird. In der Praxis sind gute Ergebnisse mit einer Legierung mit einem Chromgehalt von ungefähr 17 °/₀ Chrom erzielt worden. Trotzdem können auch andere Zusammen-Setzungen günstig sein, je nach der Beschaffenheit des Eisens, des Chroms und des Glases. Im allgemeinen können mit Legierungen mit einem Chromgehalt von 15 bis 3o°/₀ gute Ergebnisse erzielt werden.

Es können im Chromeisen geringe Verunreinigungen enthalten sein, ohne daß die Eigenschaften dieses Materials dadurch ungünstig beeinflußt werden. Diese Verunreinigungen können in den Rohstoffen vorhanden sein, wie z. B. Kohlenstoff im Eisen. Auch können sie beim Zusammenschmelzen der beiden Metalle darin eingeführt werden. So kann man z. B. kleine Mengen Mangan oder Silicium dem Gemische zusetzen; diese Stoffe kommen dann auch in der Legierung vor. Es hat sich jedoch gezeigt, daß keine nachteiligen Folgen eintreten, wenn dafür Sorge getragen wird, daß der Prozentsatz dieser Verunreinigungen niedrig bleibt.

Am anderen Ende ist das Rohr durch Chromeisen verschlossen, auf welchem an der der Kathode der Röntgenröhre zugekehrten Seite eine Platinplatte 3 dadurch befestigt ist, daß der Rand 4 des Chromeisens ein wenig um die Platte herumgebogen ist. An Stelle des Platins kann in bekannter Weise ein anderes geeignetes Material von hohem Schmelzpunkte, wie z. B. Wolfram, angewendet werden. no

Das Innere der Röhre 1 kann auf irgendeine bei Röntgenröhren übliche Weise gekühlt werden; der verstärkte Teil 5 der Röhre kann zur Befestigung der Kühlvorrichtung z. B. mit Schraubgewinde versehen werden, ng

Auch kann z. B. der Boden der Röhre verstärkt werden und in ihm mit Hilfe eines Schraubgewindes oder auf andere Weise eine an ihrem äußeren Ende mit Kühlrippen versehene Stange befestigt werden. Schließlich iao kann man die Elektrode nahezu gänzlich massiv gestalten, wenn nur ein kleiner,

röhrenförmiger, zum Einschmelzen dienender Teil übrigbleibt. Eine solche Ausführungsform scheint jedoch weniger empfehlenswert, da die Wärmeleitung weniger gut als bei einer Elektrode mit größerem Hohlraum ist. Die Antikathode nach der Erfindung ist auf seht einfache Weise aus einem Stück Chromeisen herzustellen. Außerdem ist die Gefahr, daß Undichtigkeiten auftreten, weniger groß als bei den üblichen Kupferelektroden, die mit Hilfe eines Platinringes eingeschmolzen wurden.

Das Chromeisen ist nicht porös, so daß auch bei einer verhältnismäßig geringen

Wandstärke der Röhre, z. B. weniger als ι mm, das Vakuum in der Röntgenröhre nicht zurückgeht.

Die Erfindung kann auch auf Kathoden für Röntgenröhren angewendet werden. Die

ao Bauart kann dann im wesentlichen derjenigen der Antikathode gleich sein. Es empfiehlt sich jedoch, an den Stellen der Elektrode, an welchen die Entladung angreift, wie es auch bei kupfernen Kathoden üblich ist, ein Stück

as Aluminium anzubringen.

Abb. 2 stellt eine Anode dar, die für Sendelampen oder Gleichrichter, z. B. für Glühkathodengleichrichter, geeignet ist.

Die Elektrode 6 besteht aus einem röhrenförmigen Körper aus Chromeisen, der an der offenen Seite in das Glas 7 eingeschmolzen ist. An dieser Stelle kann zwecks Erleichterung des Einschmelzens die Wandung des röhrenförmigen Körpers dünner ausgeführt werden als in den von dieser Stelle entfernten Punkten.

Die Elektrode ist durch einen Deckel 8 verschlossen, dessen Wandstärke zweckmäßig etwas größer als die der Röhre ist. Am Deckel 8 ist die Stromzuführung io aus geflochtenem Kupferdraht befestigt, am besten unter Zwischenschalten eines kleinen Blocks 9 aus Nickel, der z. B. durch elektrisches Schweißen mit dem Teil 8 verbunden ist.

Die in Abb. 2 veranschaulichte Anode bietet im allgemeinen die gleichen Vorteile wie die in Abb. r dargestellte Antikathode.

Es ist klar, daß die Elektrode im Innern aus anderen Stoffen als Chromeisen bestehen kann, wenn nur an der Einschmelzstelle ausschließlich Chromeisen verwendet wird. So kann z. B. innerhalb der Röhre 6 eine Kupferschicht oder ein Kupferblock angebracht werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Auch kann die Elektrode nach der Erfindung teilweise massiv gestaltet werden, wenn man nur darauf achtet, daß ein hinlänglich breiter Chromeisenrand zur Ermöglichung des luftdichten Einschmelzens in das Glas übrigbleibt.

Die in Abb. 3 dargestellte Elektrode besteht gleichfalls gänzlich aus Chromeisen. In der Ausführungsform nach dieser Abbildung besteht die Elektrode aus einem Körper 11, der mit einem verbreiterten Teil 12 und mit einer Scheibe 13 versehen ist, die in das Glas 14 eingeschmolzen ist. Die Elektrode kann als Ganzes aus einem Stück hergestellt werden. Auch kann der Teil 11 hohl ausgeführt oder von innen mit einem anderen Material als Chromeisen gänzlich oder teilweise ausgefüllt werden. Auch kann man zu bestimmten Zwecken an dem Ende 12 der Elektrode irgendein geeignetes Elektrodenmaterial, wie Nickel, Platin, Wolfram o. dgl., anbringen.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrode für Entladungsröhren, die mit ihrem Rande in das Glas der Entladungsröhre derart eingeschmolzen ist, daß sie nach dem Einschmelzen das Innere der Röhre von der Außenluft abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zusammenhängende Chromeisenschicht enthält und daß der mit den Ausdehnungskoeffizienten des Glases möglichst übereinstimmende Ausdehnungskoeffizient des in das Glas einzuschmelzenden Randes der Elektrode im wesentlichen durch die Chromeisenlegierung bestimmt ist.

2. Elektrode für Entladungsröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem massiven oder einem auf einer Seite verschlossenen röhrenförmigen Körper aus Chromeisen besteht.

3. Elektrode für Entladungsröhren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Innern der Entladungsröhre zugewandten Ende der Elektrode ein anderes geeignetes Elektrodenmaterial, wie Platin, Wolfram, Aluminium o. dgl., angebracht ist.

4. Elektrode für Entladungsröhren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromzuführungsdraht durch Vermittlung eines Nickel-Stückes an dem Chromeisen der Elektrode befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen