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Glühkathode mit aktivierter Oberfläche für gasgefüllte Entladungsröhren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühkathode mit aktivierter Oberfläche für gasgefüllte
Entladungsröhren, bei der es möglich sein soll, sehr großeEntladungsströme zu entnehmen,
wie dies z. B. hei Gl-eichrichterröhren häufig erforderlich#ist. Es wird die Ausbildung
eines direkt oder indirekt beheizten, in mehreren Windungen aufgerollten oder mehrere
Male gefalteten, mit der Fläche nach parallel zu den Erzeugenden (Wickelachse oder
Faltungslinie) verlaufenden Teilen versehenen bandförmigen Kathodenkörpers bezweckt,
der in einem möglichst kleinen Volumen eine möglichst große emittierende Oberfläche
aufweist und auf diese Weisse durch seine geringe Außenfläche niedrige Wärmeverluste,
in seinem Inneren dagegen ausgedehnte emittierende Flächen und einen erheblichen
Vorrat an emittierendem Material besitzt. Zur Aktivierung kann eine Bekleidung aus
einem Oxyd, z. B. Barinmoxyd, vorgesehen werden.
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Zur Vergrößerung der" emittierenden Oberfläche ist bereits vorgeschlagen
worden, die Kathode aus einem aufgerollten gazeförmigen Körper herzustellen, der
mit Oxyd bedeckt ist. Bei diesen und ähnlich ausgebildeten Kathoden tritt der Nachteil
auf, daß der emittierte Strom schwer den verschiedenen Teilen der Oberfläche zugeführt
werden kann und daß öfters wichtige Teile einer solchen Garzerolle ausfallen, da
die dünnen Drähtchen auf die Dauer durchschmelzen. Dieser Nachteil tritt namentlich
auch dadurch auf, daß man solche Körper vorzugsweise nicht ganz aus hochschmelzenden
Metallen, z. B. Wolfram, herstellt, sondern auch Metalle mit niedrigerem Schmelzpunkt,
z. B. -Nickel, benutzt, da das Oxvd besser daran festhaftet.
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Aus diesem Grunde hat man bereits vorgeschlagen, an verschiedenen
Stellen des aufgerollten Körpers besondere Zuführungadrähte anzuordnen und die Metallgaze
abwechselnd aus Wolframdrähten und Nickeldrähten zu flechten. aber für sehr große
Stromstärken erweist sich auch dies noch nicht ganz befriedigend.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, daß der
aufgerollte oder gefaltete Körper nicht aus Metallgaze, sondern aus einem Körper
gebildet wird, der aus einem ununterbrochenen als Stromzuführung für die Kathode
dienenden Trägerband besteht, das an einer Seitenkante mit stnkrecht zur Achse des
Trägerbandes (= Wickelrichtung oder Faltrichtung) verlaufenden und kammartig mit
Zwischenräumen angeordneten vorstehenden Teilen versehen ist.
Es
ist an sich bekannt, ein flaches Band zu einem spiralförmigen Körper zusammenzurollen
und als indirekt beheizte Kathode zu verwenden. Diese Bauart hat gegenüber der Kathode
nach .der Erfindung den Nachteil, daß die mehr nach innen gelegenen Oberflächenteile
des entstehenden Wickelkörpers für die Entladung praktisch nicht zugänglich sind
und daß ihre emittierende Oberfläche unter gegebenen \ erhältnissen nicht immer
so groß gemacht werden kann, wie es bei Kathoden gemäß der Erfindung, b.ei denen
auch die einander zugewandten Oberflä clietl der torstehenden Teile an der Emission
beteiligt sind, möglich ist.
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Es wurden andererseits zusammengesetzte Metallbänder mit einem T-förmigen
Querschnitt zu einer zvliadrischen Kathoden «-endei aufgewickelt, wobei das dem
Quersteg des 7 entsprechende flache Band auf dem Dorn auflag und der senkrechte
Teil des T still-:l zur Wickelachse zu stehen kam, es ergab dies jedoch nicht einen
kompakten Kathodenkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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In dieser Hinsicht wird gemäß) der Erfindung der Fortschritt erzielt,
daß der entstehende Körper von gedrängter Form und dennoch stark durchbrochen, etwa
wie eine Bürste, ausfällt, und daß das Trägerband besonders dazu geeignet ist, als
Stromzuführung für die emittierenden Teile zu dienen. Es bleibt hierbei möglich,
das Band in beliebigen Längen laufend herzustellen und daraus Kathodenkörper von
der gerade verlangten Größe zu wickeln.
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Das Trägerband wird in seiner Dicke der Verwendung als Stromzuführungsorgan
an-Z, was gleichzeitig den Vorteil hat, daß einige der vorstehenden Teile wegschmelzen
können, ohne daß der Träger in Mitleidenschaft gezogen wird. Aus diesem Grunde bietet
es unter Umständen Vorteile, das Trägerband aus hochschmelzendem Material, z. B.
Wolfram, die vorstehenden Teile dagegen aus leichter schmelzendem, doch das Oxyd
besser festhaltendem Material, wie z. B. ickel, herzustellen.
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Bei geeigneter Ausführung kann der Träger dadurch direkt geheizt «-erden,
daß der Heizstrom über die ganze Länge hindurchgeschickt wird. Man kann den aufgerollten
Körper auch indirekt heizen, und in diesem Fall muß der Träger mit eitlem besonderen
Stromzuführungsdraht versehen werden, der durch die Glaswand nach außen geführt
werden kann, aber den man der Einfachheit Halber zweckmäßig mit einem Kathodenpoldraht
verbinden wird.
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Eine sich vorzüglich bewährende und aus einem direkt geheizten und
einem indirekt geheizten Teil bestehende Kathode wird dadurch gebildet, daß der
mit vorstehenden Teilen `-ersehene aufgerollte Körper im inireren Raum einer schraubenförmig
gewikkelten direkt geheizten Kathode angeordnet w i rd.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Fig. i zeigt ein kammförmiges Band finit gesondert angesetzten Zähnen.
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Fig. 2 zeigt ein aus einem Stück gefertigtes kammförmiges Band.
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Fig. 3 ist ein Querschnitt einer aus einem Fig. i entsprechenden Band
hergestellten Kathode.
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Fig. 4. zeigt, teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt, eine schraubenförmig
gewickelte Kathode, innerhalb der .ein aus einem Band, wie es in Fig. 2 gezeigt
ist, hergestellter aufgerollter Körper angeordnet ist.
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Fig. 5 ist eine entsprechende Draufsicht von einer Kathode nach Fig.4.
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Das zusammengesetzte Band geinä 1.1 Fig. i bestellt aus einem Trägerband
i mit seitlich vorstehenden Zähnen 2. Das Trägerband kann aus dickerem Material
als die Zähne allgefertigt werden, vorzugsweise aus hitzebeständigem Metall, wie
z. B. Wolfram. Die Zähne 2 können aus Nickel bestehen und sich dadurch besonders
zum Festhalten der Bariunioxvdschiclit eignen. Das Trägerband i kann jedoch auch
finit einer aktivierenden Schicht versehen sein.
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Gemäß Fig. 2 erzielt man den Vorteil, aaß die aus einem Stück gearbeiteten
Teile 3 und .l. des Bandes in mechanischer und elektrischer Hinsicht besonders gut
miteinander verbunden sind.
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Fig. 3 zeigt ein Band gemäß Fig. i, das zti einer Spirale gewickelt
und in der Mitte an einem Träger 5 befestigt ist, wobei die einzelnen Windungen
des Bartdes mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Der entstehende Wickelkörper
ist von einer Heizwendel 6 mit Zuführungsdrähten ; und 8 für den Heizstrom umgeben.
Das äußere Ende des Trägerbandes i ist, vorzugsweise durch Schweißung, mit dem Zuführungsdraht
; verbunden.
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Das zusammengesetzte Band ist, vorzugsweise einschließlich des Trägers
i, mit einer Aktivierungsschicht bedeckt, in gleicher Weise auch die Heizwende16.
Wenn ein Heizstrom durch diese letztere hindurchgeht, wird ein Teil des Kathodengebildes
direkt, der andere Teil indirekt, beheizt, Bei der zusammengesetzten Bauart der
Figureil d. und 5 ,wird ein zentraler Körper in der Ausl>il:dung nach Fig.2
in gleicher Weise, wie in Fig.3 dargestellt, im inneren Raum eines direkt
geheizten Kathodenteiles
untergebracht, der in diesem Fall aber
aus zwei Wolframdrähten io mit einer schraubenförmigen Bewicklung i i aus Nickeldraht
zusammengesetzt ist. Das Ganze kann dann noohmals vernickelt werden, so daß eine
Kathode mit rauher Oberfläche und ausgedehnter Haftungsmöglichkeit für das Oxyd
entsteht. Die Enden dieses Kathodenteiles sind an Stromzuführungsdrähte 12 und 13
festgeschweißt. Das Trägerband r des im Inneren angeordneten aufgerollten Körpers
ist durch Schweißung an dem Träger 5 befestigt, der als Zuführungsleiter für den
Strom dienen kann und zu diesem Zweck mit dem Kathodenträger 13 verbunden ist. Der
aufgerollte Körper ist gegen die Kathode io, i i mittels vier an der Außenseite
aasgeordneter, aus Isolierstoff, z. B. Porzellan, bestehender Röhrchen 14. isoliert.
Das Röhrchen rechts in Fig.4 ist im Längsschnitt dargestellt, wobei ersichtlich
ist, daß ein Metalldraht 16 hindurchgeführt ist, dessen oberes Ende umgebogen und
in eine Öffnung des aufgerollten Körpers, zwischen den Zähnen 2, einhakt, während
das untere Ende an dem Zuführungsleiter 5 befestigt ist. Der Metalldraht 16 kann
aber auch an dem zentralen Stab des Emissionskörpers abgestützt sein.
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Die Anordnung eines solchen rollenförmigen Körpers im inneren Raum
einer Kathode der beschriebenen Form, wobei das Ganze mit Oxyd überzogen wird, ermöglicht
eine Emission, die das Mehrfache der mit der schraubenförmigen Kathode io, ii für
sich allein, erzielbaren Emission beträgt.