DE708896C

DE708896C - Activated glow cathode for ion discharge tubes with a wire core made of preferably high-melting metal, serving as a heating element and supply conductor and for holding the emitting substances with thin metal wires

Info

Publication number: DE708896C
Application number: DEN37489D
Authority: DE
Inventors: Paul Christiaan Van Der Wil Dr
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1934-04-17
Filing date: 1934-12-02
Publication date: 1941-07-31

Description

Aktivierte Glühkathode für Ionenentladungsröhren mit aus vorzugsweise hochschmelzendem Metall bestehendem, als Heizkörper und Zuführungsleiter dienendem und zum Festhalten der emittierenden Stoffe mit dünnen Metalldrähten bewickeltem Drahtkern Die Erfindung betrifft eine aktivierte Glühkathode für Ionenentladungsröhren mit aus vorzugsweise hochschmelzendem Metall bestehendem, als Heizkörper und Zuführungsleiter dienendem und zum Festhalten der emittierenden Stoffe mit dünnen Metalldrähten bewickeltem Drahtkern. Sie befaßt sich mit der Aufgabe, die Bewicklung des Drahtkernes möglichst durchbrochen auszuführen und dadurch die Haftfläche des entstehenden Emissionskörpers auf ein Höchstmaß zu steigern.Activated hot cathode for ion discharge tubes with off preferably high-melting metal, which serves as a heating element and supply conductor and wrapped with thin metal wires to hold the emitting substances in place Wire core The invention relates to an activated hot cathode for ion discharge tubes with, preferably made of high-melting metal, as a heating element and supply conductor serving and wrapped with thin metal wires to hold the emitting substances in place Wire core. It deals with the task of wrapping the wire core as possible to be perforated and thereby the adhesive surface of the resulting emission body to increase to the maximum.

Es ist bekannt, da.ß die Emissionsstoffe auf dem Trägerdraht an sich nicht gut haften bzw. daß sie in nur dünnen Schichten gut haftend bleiben. Zur Behebung dieses übelstandes sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden, u. a. auf einen Trägerdraht einen oder mehrere dünne Metalldrähte schraubenförmig .aufzuwickeln und dann in die Windungen des aufgewickelten Metalldrahtes die Emissionsstoffe einzubringen. Auch ist es bereits bekannt, eine indirekt beheizte Glühkathode auf einer isolierenden, rohrförmigen Unterlage dadurch herzustellen, daß zwei Drahtlagen übereinander auf das Isolierrohr gewickelt werden, von denen die innere als Zuführungsleiter und die äußere, en-,anschließend gewickelte Lage als Emissionskörper dient. Wenn auch auf diesem Wege die Menge der aufzubringenden und haftend bleibenden Emissionsstoffe vergrößert werden kann, so ermöglicht diese Lösung doch nicht, den Emissionskörper so durchbrochen zu machen, wie es bei Kathoden zusammengedrängter Bauart mit sehr großem Emissionsvermögen notwendig ist.It is known that the emission substances on the carrier wire per se do not adhere well or that they only adhere well in thin layers. To fix it Various proposals have already been made for this deficiency, among others. on a carrier wire to wind up one or more thin metal wires in a helical manner and then to introduce the emission substances into the turns of the coiled metal wire. It is also already known to use an indirectly heated hot cathode on an insulating, to produce tubular base that two layers of wire on top of each other the insulating tube are wound, of which the inner as a supply conductor and the outer, en-, then wound layer serves as an emission body. If also in this way the amount of the emissions to be applied and remain adhering can be enlarged, this solution does not allow the emission body to make openwork, as is the case with cathodes of a compact design with very large emissivity is necessary.

Es wurde nun gefunden, daß es vor allem darauf ankommt, größere Hohlräume zu schaffen und vor allem gewissermaßen eine durchbrochene Struktur zu schaffen, die die später aufgebrachten Emissionsstoffe auch zu halten imstande ist.It has now been found that what matters most is larger cavities to create and above all to create a kind of openwork structure, which is also able to hold the emissions that are subsequently applied.

Hierzu wird der Drahtkern. erfindungsgemäß mit mehreren Drahtwicklungslagen verschiedener Steigung derart bewickelt, daß Hohlräume zur Aufnahme des nachträglich aufgebrachten Emissionsmaterials zwischen den einzelnen Windungen und Wickellagen entstehen. Die Steigung der Beitxcklung beträgt hierbei zweckmäßig mindestens das Doppelte des Durchmessers des verwendeten Wikkeldrahtes, damit eine gute Zugänglichkeit der tiefer gelegenen Zwischenräume erzielt. wird. _ ' Durch die unterschiedliche Steigung wird erreicht, daß die oberen Wicklungslagen nicht in die Zwischenräume der darunter befindlichen Wicklungslagen eindringen und folglich diese Zwischenräume nicht ausfüllen. Die gegenseitige Überkreuzung der übereinanderliegenden Windungen führt zu der erforderlichen Struktur, welche zahlreiche von außen zugängliche Hohlräume enthält und als Träger für eine beträchtliche Menge von aktivierendem Material dienen kann.The wire core is used for this. according to the invention with several wire winding layers different pitch wound in such a way that cavities to accommodate the subsequent applied emission material between the individual turns and wraps are created. The slope of the contribution is expedient here at least twice the diameter of the winding wire used, so that one good accessibility of the deeper spaces achieved. will. _ ' By the different slope is achieved that the upper winding layers do not penetrate into the spaces between the winding layers below and consequently do not fill these spaces. The mutual crossing of the superimposed Windings leads to the required structure, which is numerous externally accessible Contains cavities and acts as a carrier for a considerable amount of activating Material can serve.

1m Gegensatz zu den bereits bekannten Ausführungen ist der Unterschied in den Steigungen der einzelnen Wicklungslagen für die Erreichung des verfolgten Zieles wesentlich-Auch das Herstellungsverfahren ist praktisch und billig, da das aufeinanderfolgende Bewickeln des Kerndrahtes in fortlaufendem Arbeitsgang stattfinden kann und sich überdies jegliche chemische Entfernung eines metallischen Wickelkernes erübrigt.In contrast to the already known versions, the difference is in the gradients of the individual winding layers for the achievement of the pursued The aim is essential - the manufacturing process is also practical and cheap because that successive winding of the core wire take place in a continuous operation can and, moreover, any chemical removal of a metallic winding core unnecessary.

Es ist vorteilhaft, jede Wicklungslage in einem Wicklungssinn auszuführen, der dem Wicklungssinn der vorhergehenden Lage entgegengesetzt ist, da durch die entgegengesetzt gerichteten Spannkräfte der Bewicklungen ein besserer Halt auf dem gemeinschaftlichen Träer erzielt wird und eine Überkreuzung der' übereinander angeordneten Wicklungslagen bereits bei einer geringeren Steigung in genügendem Maße vorhanden ist, um ein Zusammenfallen der Wicklungslagen zti verhindern und die Erhaltung der zwischen den Windungen gelegenen Hohlräume zu sichern.It is advantageous to have each winding layer in one direction, which is opposite to the direction of the winding of the previous layer, because the opposing tension forces of the windings a better grip on the common carriers is achieved and a crossing of the 'stacked Sufficient winding layers are already present at a lower slope is to prevent the winding layers from collapsing and to preserve the to secure cavities located between the turns.

Da die emittierenden Stoffe bekanntlich an Nickel in den meisten Fällen besser haftenbleiben als an den für Glühkathoden gebräuchlichen hochschmelzenden Metallen, z. B. Wolfram oder Molybdän, diese letzteren aber den störenden Einwirkungen des Entladungsvorganges besser widerstehen, kann es vorteilhaft sein, einen oder mehrere getrennte Teile der Kathode mit einer Nickelschicht zu überziehen, wobei unter getrennten Teilen der Kathode der hochschmelzende Drahtkern und. die verschiedenen Bewicklungen zu verstehen sind. Aus ebendemselhen Grund kann es vorteilhaft sein, wenigstens einen Teil der Bewicklungen mit Nickeldraht auszuführen.As the emitting substances are known to be nickel in most cases adhere better than to the high-melting point commonly used for hot cathodes Metals, e.g. B. tungsten or molybdenum, the latter but the disruptive effects resist the discharge process better, it can be advantageous to use one or to coat several separate parts of the cathode with a layer of nickel, whereby under separate parts of the cathode the refractory wire core and. the different Windings are to be understood. For the same reason it can be advantageous to carry out at least part of the windings with nickel wire.

Von ganz besonderer Bedeutung sind die erwähnten Vorteile der vorliegenden Kathodenbauart bei einer Kathode des Wehnelt-Typs, da die für diese Kathoden gebräuchlichen Oxyde der alkalischen Erdmetalle hervorragend gut in die feinsten Hohlräume eindringen und sich besonders innig mit dem Trägermetall versintern lassen. Die Oxydschicht kann in diesem Fall auf die vielfach gebräuchliche Art und Weise auf die fertige Kathodenspirale aufgebracht werden, entweder durch Eintauchen in ein Bad von geschmolzenem Bariumhydroxyd oder durch Bestreichen mit einem aus Bariumcarbonat, Strontiumcarbonat und einem Bindemittel gebildeten Brei.Of particular importance are the advantages mentioned of the present invention Cathode design for a cathode of the Wehnelt type, since the ones used for these cathodes Oxides of alkaline earth metals penetrate extremely well into the finest cavities and can be sintered particularly intimately with the carrier metal. The oxide layer can in this case in the commonly used way on the finished Cathode coil can be applied, either by immersion in a bath of molten material Barium hydroxide or by brushing with one of barium carbonate, strontium carbonate and a slurry formed by a binder.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is for example shown.

Fig. i zeigt den Aufbau des für eine Kathode benutzten Drahtkernes, Fig. 2 die fertige Kathode und Fig.3 den Querschnitt eines Teiles derselben.Fig. I shows the structure of the wire core used for a cathode, FIG. 2 shows the finished cathode and FIG. 3 shows the cross section of part of the same.

In Fig. i wird die aufeinanderfolgende Bet@,icklung eines Kerndrahtes i, z. B. aus Wolfram von 0,5 bis 2 mm Durchmesser, mit dünnen Metalldrähten 2 und 3, z. B. aus Wolfram von o,i bis 0,5 mm Durchmesser, bewickelt, von denen 2 rechtsgängig und 3 linksgängig aufgewickelt worden sind. Mit einem derartigen Drahtkern wird dann die 'endgültige Kathodenspirale 4. der Fig. 2 gewickelt, die Bezugsziffern der Fig.2 stimmen mit den in der Fig. i für entsprechende Teile verwendeten überein.In Fig. I the successive winding of a core wire i, e.g. B. made of tungsten from 0.5 to 2 mm in diameter, with thin metal wires 2 and 3, z. B. made of tungsten from 0.1 to 0.5 mm in diameter, wound, of which 2 have been wound right-hand and 3 left-hand. The final cathode coil 4. of FIG. 2 is then wound with such a wire core, the reference numerals in FIG. 2 agree with those used in FIG. 1 for corresponding parts.

Fig.3 zeigt in einem Teilquerschnitt, wie die Oxydschicht 5 derart von der Bewicklung 2-3 des Kernes i durchsetzt ist, daß ein außerordentlich inniger mechanischer und elektrischer Kontakt bei stark vergrößerter emittierender Oberfläche und Oxydheschickung der Kathode erzielt .wird.3 shows in a partial cross-section how the oxide layer 5 is in this way is permeated by the winding 2-3 of the core i, that an extraordinarily intimate one mechanical and electrical contact with a greatly enlarged emitting surface and oxide deposition of the cathode is achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Activated hot cathode for ion discharge tubes with a wire core made of preferably high-melting metal, serving as a heating element and supply conductor and wound with thin metal wires to hold the emitting substances, characterized in that the wire core is wound with several wire winding layers of different pitch in such a way that cavities to accommodate the subsequently applied Emission material is created between the individual turns and winding layers.

2. Modification of the hot cathode according to claim i, characterized in that that with the same or different slope of the successive winding layers each winding layer is designed in a winding sense that corresponds to the winding sense is opposite to the previous position. 3.

Hot cathode after Claim i or a, characterized in that the pitch of the winding wire is at least is twice the diameter of the winding wire. q ..

Hot cathode according to claim i and z, characterized in that the finished wound cathode has a nickel layer is covered.

5. glow cathode according to claim i and a, characterized in that his or more separate parts of the cathode are coated with a layer of nickel are.

6. glow cathode according to claim i to q., Characterized in that at least part of the winding layers applied to the wire core consists of nickel wire.