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Verfahren zur Herstellung von Heizkörpern zur Verwendung in elektrischen
Entladungsgefäßen Bei mittelbar geheizten Kathoden von eleka trischen Entladungsgefäßen
finden vielfaeb wendelförmige Heizdrähte Verwendung. Besonders, bewährt haben sich
Kehrwendeln wegen ihres schwachen Heizstromm,agnetfel-' des und Doppellwendeln wegen
des geringen Raumbedarfs. Um beide Vorteile zu vereinigen, werden bevorzugt Kehrdoppehvendeln
benutzt. Die Heizwendeln werden meistens mit einem Isolierüberzug versehen und in
eine :als Äquipiotentialschicht dienende Hülse eingeführt. Dieser Überzug wird im
allgemeinen dadurch .aufgebracht, daß die freitragende oder von einem Isolierdorn
unterstützte Wendel mit einer Aufschlämmung von isolierenden Oxyden, wie Aluminiumoxyd
oder Beryllium@oxyd, besprüht oder in eine solche Aufschlämmung eingetaucht wird.
Diese Verfahren sind für sehr feine Wendeln mit einem Drahtdurchmesser von weniger
als o, r mm sowie ,auch für stärkere Drähte bei Anwendung vorn sehr starken Wickeldornen
nicht mehr gut ,anwendbar; da solche Wikkelgebilde nicht genügend formbeständig
sind, so daß ihre Verarbeitung große Schwieriigkeiten macht und in manchen Fällen
süberhaupt ganz unmöglich ist. Auch das Einführen eines Isolierdornes als Stütze
hilft nicht, da hierbei das Wickelgebilde meist stark beschädigt wird.. Nun ist
es zwar bekannt, z. B. Glühlsampenwendeln unter Benutzung vorn Stützdornen herzustellen;
die entsprechende Maßnahme, nämlich etwa die Isolierdorne selbst .als Wickeldorne
zu verwenden, Mt sich jedoch her nicht durchführen, da diese Dorne beim Wickeln
leicht zerbrechen. Überdies lassen sich Dorne ,aus Isoliermassen von so kleinen
Durchmessern, wie sie für sehr feie Wendeln gebraucht werden, nur sehr schwer herstellen.
Aus diesen Gründen mußte man bisher insbesondere auch davon absehen, bei Kathoden
für Heizspannungen von roo bis 3oo Volt Doppel- oder Kehrdoppelwendeln zu verwenden,
da sich diesle Wendeln meist schon beim Auslösen der z. B. aus Stahl, Aluminium,
Bronze oder Molyb.diän bestehenden Wickeldorne vollständig verwarfen. Die Erfindung
gibt nun ein Verfahren, mit dem es möglich isst, in einfacher Weise aus gewendeltem
Heizdraht gefertigte, mit Isolierstoff überzogene Heizkörper, die durch Dorne :aus
chemisch, auflösbarem Material gestützt werden, insbesondere in Form von Doppel-
oder Doppelkehrwendeln, selbst von feinstem 1)rahtdurchmess.er und geringster Formbeständigkeit
für die Verwendung in elektrischen Entladungsgefäßen fertig zu machen,' :ohne daß
Wendel oder Isolierstoff beschädigt werden können.
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Nach der Erfindung werden diese Heizkörper mit Isolierstoff überzogen
und erst danach die Dorne sowie etwaige Verunreinigungen
der Isolierschicht
auf chemischem Wege entfernt. -Als Stützdorne dienen hierbeim allgemeinen die Wickeldorne.
In einzelnen Fällen ist es, aber ,auch möglich, nach den Wickeln andere Stützdorne
aus einet' für das Verfahren :geeigneteren Metall einz' bringen. - s*r Es bat sich
,gezeigt, daß durch das angegebene Verfahren; obwohl die Isolierschicht einer kräftigen
chemischen Behandlung ausgesetzt ist, die Güte der Isolierung nicht herabgesetzt,
vielmehr bei richtiger Auswahl der chemischen Mittel eine ganz erhebliche Reinigung
der Isolierschicht und damit eine Verbesserung der Isolierung erzielt wird. Das
ist sehr wesentlich, da der Isolierstoff sich in der Massenherstellung nicht völlig
frei von Verunreinigungen, wie z: B. Eisen und Alkaliverbindungen, halten läßt.
Besonders bewährt haben sich Säuren, wie z. B. wäßrige Salpetersäure.
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Dias Verfahren nach der Erfindung kann z. B. in folgender Weise ausgeführt
werden: Der Heizdraht wird :als Wendel auf einen Dorn aus einem solchen Metall aufgewickelt,
das sich durch .chemische Umsetzungen rückstandslos aus der Wendel entfernen läßt,
ohne daß das hierbei verwendete chemische Mittel den Heizdraht wesentlich ,angreift.
Dieses Gebilde kann dann im Bedarfsfalle noch einmal auf einen Dorn aus beliebigem
Metall, vorzugsweise von hohem Schmelzpunkt, als Doppelwendel oder ;als Kehrdoppelwendel
aufgewickelt werden. Es wird oft zweckmäßig sein, das so erhaltene Gebilde zunächst
zu glühen, um die Formbeständigkeit zu erhöhen. Bei einer D,oppelweiidel wird man
im @allgemeinen den zweiten Wickeldorn z. B. mechanisch entfernen können, da der
erste Wickeldom dem Gebilde bereits genügende Formbeständigkeit verleiht. Wenn die
Formbeständigkeit -der Doppelwendel nach dem Entfernen des zweiten Dornes, für die
Weiterbearbeitung nicht mehr ausreicht, kann dafür ein Stützdorn aus Isolierstoff,
z. B. Magnesiumnxyd oder Aluminiumoxyd, oder aus einem auf chemischem Wege entfernbaren
Metall eingeführt werden: Auf die so vorbereitete Wendel wird dann z. B. durch Sprühen
oder Tauchen die Isoliermasse aufgebracht. Vorzugsweise verwendet man dazu eine
Aufschlämmung von Aluminiumioxyd in einer ein Bindemittel, wie Nitrocellulose, enthaltenden
Flüssigkeit, z. B. Amylacetat. Darauf kann die Is:olierm;asise durch Glühen auf
der Wendel festgebrannt werden. Die Glühtemperatur ist dabei so, zu bemessen daß,
der Schmelzpunkt des D;ornwerkstoffes und die Legierungstemperatur zwischen dem
Dornwerkstoff und dem Heizdrahtwerkstoff nicht erreicht wird. Anschließend wird
die isolierte Wendel einer solchen ,chemischen Behandlung unterzogen, durch die
der Wickeldorn rückstands los entfernt, aber der Heizdraht und die '4söliermasse
nicht merkbar angegriffen werden..- Verwendet man für den Heizkörper ',fV@lfram
und für den Wickeldorn Eisen oder Molybd;än, so behandelt man den Heizkörper vorzugsweise
mit w.äßriger Säure, wie z. B. mit verdünnter Salpetersäure oder mit einem Gemisch
von Salpetersäure und Schwefelsäure. Sind die Isolierschichten besonders dicht,
so. kann man die chemische Behandlung vorteilhaft unter Vakuum vornehmen wodurch
die bei der Umsetzung entstehenden Gasblasen, die unter Umständen den Zutritt von
Säure zu dem lierauszulö,senden Kern verhindern können, schnell entfernt werden.
Da die aufgebrachten und gesinterten Isolierschichten sehr fest sind, verliert das
Heizelement durch das Herauslösen des Wickeldornes nach dem Aufbrennen der Isolierschicht
kaum an Festigkeit.
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Die in vorstehend beschriebener Weise b@ehandelten Heizkörper können,
wenn sie durch Waschen von den letzten Verunreinigungen befreit sind, in die Röhre
eingebaut werden. Mitunter ist es ,auch vorteilhaft, die hö@rper noch einmal zu
;glühen, uni eine weitere Reinigung zu. erzielen.
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Bei einfachen Wendeln kann man den Dorn unter Umständen auch unmittelbar
nach dem Aufbringen der Isoliermasse und vor dem Brennen herauslösen. Da hierbei
aber manchmal die lackförmige Isolierschicht leidet, ist dieses Verfahren nicht
immer- anwendbar.- Es ist ferner auch möglich; das Wickelgebilde zunächst nur mit
so viel Isoliermasse zu überziehen, d:aß es eben formbeständig wird, dann gegebenenfalls
nach einem Brennen den Metalldorn chemisch zu entfernen und erst danach die Hauptmenge
der Isoliermasse aufzubringen.
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Der Wickeldorn kann auch durch Behandeln mit solchen Gasen, z. B.
einem Chlor-Luft-Gemisch, entfernt werden, die das Dornmetall in flüchtige Verbindungen
überführen.
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Besonders gute Ergebnisse -werden erzielt, wenn man als Heizdraht
Wolfram und für den Dorn Molyb.d;än verwendet. Man kann dann beim Aufbrennen der
Isolierschicht, die hierfür zweckmäßig aus reinem Aluminiumoxyd besteht, hohe Glühtemperaturen
anwenden, z. B. r6oo° C, ohne daß der Dorn 7erstärt wird oder sich eine Legierung
bildet. Der Dorn wird vorteilhaft finit einer wäß,-rigen Salpetersäure- Moder Salpetersäure-Schivefelsäure-Lösung
herausgelöst.
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Bei einer Doppelwendel bietet die Verwendung eines chemisch entferübaren
Metalls .auch für den zweiten Wickeldorn oder
als nachträglich eingeführter
Stützdorn an Stelle dieses zweiten Doi-ne-s noch den Vorteil, d@aß ein hohler ringförmiger
Heizkörper mit geringer Masse entsteht.