DE695644C

DE695644C - Directly heated glow cathode

Info

Publication number: DE695644C
Application number: DE1936S0124187
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-09-15
Filing date: 1936-09-15
Publication date: 1940-08-29

Description

Direkt beheizte Glühkathode Bei direkt beheizten Glühkathoden großer Leistung, wie sie beispielsweise für gasgefüllte Gleichrichter verwendet werden, kommt es mitunter. vor, daß unter -gewissen Betriebsbedingungen die Entladung nur an einzelnen Punkten der Kathode einsetzt und zur Zer= störung der Emissionsschicht führt (Fackelbildung). Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, dieser Erscheinung entgegenzuwirken und eine Glühkathode zu schaffen, welche neben hoher Leistung eine lange Lebensdauer aufweist und sich im Betrieb nicht verformt.Directly heated hot cathode For directly heated hot cathodes, larger Power, as used for example for gas-filled rectifiers, it happens sometimes. before that under certain operating conditions the discharge only occurs at individual points on the cathode and destroys the emission layer leads (flare formation). The invention addresses the problem of this phenomenon to counteract and to create a hot cathode, which in addition to high performance a has a long service life and does not deform during operation.

Es ist zwar bekannt, indirekt geheizte Kathodenkörper mit Querrippen aus einem Stück herzustellen. Durch diese Bauform wird aber der besondere Vorteil der Kathode gemäß der 'Erfindung, nämlich die Kathode zu versteifen, nicht erreicht; die Steifigkeit der Kathode wird durch Querrippen eher verringert als erhöht. Eine Versteifung der Kathöde durch geeignete Formgebung ist aber für die Praxis wesentlich; denn dadurch wird die Anwendung von Stoffen als Kathodenmaterial möglich, die in Hinsicht auf die Emissionsfähigkeit der Kathode, bewährt sind, aber wegen ihrer verhältnismäßig geringen Warmfestigkeit konstruktive Schwierigkeiten verursachen.It is known, indirectly heated cathode bodies with transverse ribs made from one piece. However, this design has the particular advantage the cathode according to the invention, namely to stiffen the cathode, does not reach; the stiffness of the cathode is reduced rather than increased by transverse ribs. One However, stiffening the cathode by suitable shaping is essential for practice; because this makes it possible to use substances as cathode material that are described in Regarding the emissivity of the cathode, are proven, but because of their relatively low heat resistance cause constructional difficulties.

Bekannt sind auch Kathoden, die aus einem mit Querrippen versehenen Metallband bestehen, welches schraubenfederförmig aufgewickelt wird, so daß die Rippen in der Längsrichtung der Kathodeverlaufen. Dadurchaber erhöhen sie die Steifigkeit der Kathode nicht, vergrößern vielmehr im Gegenteil die Nachgiebigkeit des bandförmigen Glühkörpers.Cathodes are also known which consist of a cross-ribbed structure There are metal tape, which is wound in the shape of a helical spring, so that the Ribs run in the longitudinal direction of the cathode. However, this increases the rigidity the cathode, rather, on the contrary, increase the flexibility of the ribbon-shaped Incandescent body.

Die Erfindung -besteht nun darin, daß bei einer direkt beheizten Glühkathode, bei welcher der unmittelbar vom Heizstrom durchflossene Träger der Emissionsschicht (Oxydschicht) mit Rippen versehen ist, die Rippen sich längs des Glühdrahtes erstrecken, einen nach außen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen und mit dem Träger aus einem Stück hergestellt sind. Zweckmäßig wird die Rippenhöhe etwa gleich dem-Rippenabstand gewählt. Derartige Kathoden zeichnen sich durch große Steifigkeit aus, und es können deshalb verhältnismäßig große Kathoden. freitragend gebaut werden.The invention consists in the fact that with a directly heated hot cathode, in which the carrier of the emission layer through which the heating current flows directly (Oxide layer) is provided with ribs, the ribs extend along the filament, have an outwardly tapering cross-section and with the carrier are made in one piece. The rib height is expediently approximately equal to the rib spacing chosen. Such cathodes are characterized by great rigidity, and it can therefore relatively large cathodes. be built self-supporting.

Wird ein derartiger Träger mit einer Oxydschicht in bekannter Weise durch Tauchen, Spritzen usw. gedeckt, so gelingt es, eine verhältnismäßig große Menge des aktiven Materials unterzubringen. Durch die Ausbildung der Rippen in den angegebenen Abmessungen wird eine Gewähr dafür geschaffen, daß alle Teile der Oxydschicht in gut wärmeleitender Verbindung mit der Unterlage stehen, so daß örtliche Überhitzungen (Fackelbildungen) und überbeanspruchungen der Kathode weitgehend vermieden werden. Da die Rippen bei dem stromdurchflossenen Trägerkörper gemäß der Erfindung nicht wie bei bekannten Einrichtungen einzeln aufgesetzt sind, sondern mit dem Trägerkörper aus einem Stück hergestellt sind, so sind Wärmestauungen zwischen Rippen und Träger nicht möglich. Derartige Wärmestauungen können aber bei bekannten Kathoden zwischen Heizdraht und einerä darumgewickelten Hilfsdraht auftreten und werden noch dadurch vermehrt, daß infolge der beim Aufheizen und Abkühlen der Kathode entstehenden mechanischen Spannungen zwischen Träger und Wickeldraht der Wickeldraht gedehnt und schließlich gelockert wird. Auch diese Nachteile vermeidet die Kathode nach der Erfindung.Is such a carrier with an oxide layer in a known manner covered by dipping, spraying, etc., it is possible to achieve a relatively large one To accommodate amount of active material. By training the ribs in the specified dimensions, a guarantee is created that all parts of the oxide layer are in good heat-conducting connection with the base, so that local overheating (Flare formation) and overstressing of the cathode can be largely avoided. Since the ribs in the current-carrying body according to FIG invention are not placed individually as in known devices, but with the carrier body are made from one piece, there are heat accumulations between the ribs and the support not possible. Such heat build-up can, however, between known cathodes Heating wire and an auxiliary wire wound around it occur and are still thereby increased that as a result of the mechanical occurring during heating and cooling of the cathode Tensions between the carrier and the winding wire stretch the winding wire and finally is loosened. The cathode according to the invention also avoids these disadvantages.

Für den Trägerkörper wird zweckmäßig ein Metall verwendet, das duktil ist und sich leicht durch Ziehen bearbeiten läßt und außerdem eine ziemlich große Wärmeleitfähigkeit aufweist. Es kommen deshalb beispielsweise Metalle; wie Kupfer, Nickel,- oder Legierungen dieser Metalle in Betracht. Wie bereits angedeutet, wird der Trägerkörper zweckmäßig durch Ziehen hergestellt. Man kann auf diese Weise leicht einen Draht oder ein Rohr herstellen, das mit Längsrippen versehen ist. Zu diesem Zweck wird der Öffnung des Zieheisens, beispielsweise mit Hilfeeines sternförmig ausgebildeten Dornes, eine geeignete Form erteilt. Man kann auf diese Weise leicht einen Querschnitt der in 11bb. i dargestellten Art erzielen. Der Abstand der Rippen ist mit i bezeichnet, die Höhe der Rippen mit 2. Die beiden Maße werden vorzugsweise etwa gleichgemacht; denn dann sind für die Wärmeleitung aus der reit 3 bezeichneten Oxydschicht überall etwa die gleichen Bedingungen vorhanden. Der Träger gemäß Abb. i kann für sich gewendelt werden, um die Kathode möglichst zusammenzudrängen. Statt dreieckförmiger Rippen wie in Abb. i kann man auch Rippen anderer Form, beispielsweise trapezförmige Rippen, verwenden: Auch hier ist die Höhe der Rippen nicht größer als das Doppelte der Rippen zu wählen.A metal that is ductile is expediently used for the support body and is easy to manipulate by dragging, and also a fairly large one Has thermal conductivity. There are therefore metals, for example; like copper, Nickel, - or alloys of these metals into consideration. As already indicated, will the support body is expediently produced by drawing. One can do this easily make a wire or tube that is provided with longitudinal ribs. To this The purpose is the opening of the drawing iron, for example with the help of a star-shaped trained mandrel, given a suitable shape. One can do this easily a cross section of the Fig. 11bb. i achieve the type shown. The distance between the ribs is denoted by i, the height of the ribs by 2. The two dimensions are preferred roughly equalized; because then are designated for heat conduction from the reit 3 Oxide layer has roughly the same conditions everywhere. The carrier according to Fig. i can be coiled on its own in order to push the cathode together as much as possible. Instead of triangular ribs as in Fig. i can also be ribs of other shape, for example trapezoidal ribs, use: Again, the height of the ribs is not greater than to choose twice the ribs.

Abb. z zeigt eint: weitere Querschnittsform einer Kathode. Die Rippen der Kathode sind hier gewissermaßen hohl, so daß ein Rohr entsteht, welches Wellen aufweist, die in seiner Längsrichtung liegen. Eine derartige Quer-@schnittsform hat den Vorteil, daß wegen der 'gleichmäßigen Materialverteilung auch die Stromwärme nicht an einigen bevorzugten Stellen erzeugt wird. Die Querschnittsform nach Abb.2 ergibt deshalb eine weitere Gewähr für eine gleichmäßige Kathodentemperatur.Fig. Z shows one: another cross-sectional shape of a cathode. Ribs the cathode are hollow, so to speak, so that a tube is created which waves which lie in its longitudinal direction. Such a cross-section shape has the advantage that because of the 'even material distribution, the heat of the current is not generated in some preferred locations. The cross-sectional shape according to Figure 2 therefore provides a further guarantee of a uniform cathode temperature.

Die Anwendung der Rippen gemäß der vorliegenden Erfindung kommt beispielsweise bei Glühkathoden in Betracht, deren Durchmesser o; 5 mm und darüber, insbesondere etwa i mm, beträgt. Die Oberfläche der Kathode gemäß der Erfindung kann in an sich - bekannter Weise auf chemischem oder mechanischem Wege aufgerauht werden, um das Haften der Oxydschicht zu erleichtern. Man kann auch Überzüge aus geeigneten Stoffen verwenden, um die Wärmestrahlung zu vermindern oder günstige Bedingungen für das Haften vier Oxydschicht zu schaffen.The use of the ribs according to the present invention is for example in the case of hot cathodes, the diameter of which is o; 5mm and above, in particular about i mm. The surface of the cathode according to the invention can in itself - be roughened chemically or mechanically in a known manner in order to achieve the To facilitate adhesion of the oxide layer. You can also use covers made of suitable materials use to reduce the heat radiation or favorable conditions for the Adhere to create four layers of oxide.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Directly heated hot cathode, in which the carrier of the emission layer (oxide layer) through which the heating current flows is provided with ribs, characterized in that the ribs extend along the filament, have an outwardly tapering cross-section and with the carrier of the ribs from a Pieces are made.

2. Hot cathode according to claim i, characterized in that the rib height is approximately equal to the rib spacing.

3. glow cathode according to claim i or 2, characterized in that the carrier of the emitting layer is formed as a tube provided with ribs. q .. hot cathode according to claim i or one of the following, characterized in that the carrier the emitting layer consists of nickel or a nickel-containing alloy.