DE942577C - Aktibierte Elektrode zur Verwendung in elektrischen Entladungsroehren, insbesondere in Leuchtstoffroehren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 3. MAI 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 f GRUPPE 82 03

L 18340 VIII c/2if

Gösta Siljeholm, Bromma, und Ake Björkmann, Johanneshov (Schweden)

sind als Erfinder genannt worden

Lumalampan Aktiebolag, Stockholm

Aktivierte Elektrode zur Verwendung in elektrischen Entladungsröhren, insbesondere in Leuchtstoffröhren

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 21. März 1954 an Patentanmeldung bekanntgemacht am 3. November 1955

Patenterteilung bekanntgemacht am 12. April 1956 Die Priorität der Anmeldung in Schweden vom 24. April 1953 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode vom Wehnelttyp, d. h. auf eine mit einem Aktivierungsstoff zur Förderung der Elektronenemission versehene Elektrode, bei der der Aktivierungsstoff auf. einem metallischen Träger besonderer Ausführung angebracht ist. Die Elektrode ist hauptsächlich zur Verwendung in Entladungsröhren mit Gas- und/oder Dampffüllung, wie z.B. elektrischen Leuchtstoffröhren, bestimmt.

In solchen Entladungsröhren hat man bisher meist einen gewendelten Wolframdraht als Elektrode und metallischen Träger des Aktivierungsstoffes verwendet. Der Draht hatte einfache, doppelte oder dreifache Wendelung, so daß innerhalb eines begrenzten Raumes eine große Drahtlänge, wie bei den Glühwendeln von elektrischen Glühlampen, unterzubringen war.

Beim Aktivieren einer Einfachwendel wurde dann z. B. nach dem britischen Patent 451989 verfahren.

Bei diesem bekannten Verfahren ist dafür gesorgt, daß der Aktivierungsstoff nur im .Kern der Wendel vorhanden ist, während die Außenseite davon frei ist. Doppelwendeln wurden bisher analog dazu aufgebaut, d. h., die primäre Wendel war mit Emissionsstoff gefüllt, während die Hohlräume der Sekundärwendel davon frei waren, weil darin vorhandener Emissionsstoff für sehr nachteilig gehalten wurde. Als Nachteil galt z. B., daß das Formieren des Einissionsstoffes im Sekundärwendelkern schwierig war sowie der mangelnde Schutz vor der zerstörenden und zerstäubenden Einwirkung der Entladung, der zu Schwärzungen in der Entladungsröhre führt. Der Vorteil der größeren Mengen von Emissionsstoff in der Elektrode, wenn nicht nur die Primärwindungen, sondern auch der Kern der Sekundärwendel damit gefüllt ist, wurde dadurch wieder aufgehoben.

Ein typisches Beispiel für die Herstellung einer Mehrfachwendelelektrode ist in der britischen Patentao schrift 560 057 beschrieben. Dort wird eine Dreifachwendel beim Aufbringen der Aktivierung zusammengepreßt und der Aktivierungsstoff während des Zusammenpressens der Wendel getrocknet. Nachher läßt man sodann die Windungen auseinanderfedern. as Dadurch entsteht ein Kathodenkörper, der nur in seinem eng gewickelten Teile bzw. nur auf dessen Innenseite, also in der Primär- und der Sekundärwendel, Aktivierungsstoff enthält, während der größere, gegen die Einwirkung -der Entladung ungeschützte Raum in der Tertiärwendel von Aktivierungsstoff frei bleibt.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Elektrode mit mehrfacher Wendelung, die aber im Gegensatz zu den bekannten Mehrfachwendeln, bei denen die Aktivierungsmengen für gewöhnliche Leuchtstoffröhren von 20 bis 40 Watt etwa in der Größenordnung 3 bis 5 mg je Elektrode liegen, mit wenigstens einer doppelt so großen Menge aktivierbar sind. ■Eine aktivierte Elektrode zur Verwendung in elekfrischen Entladungsröhren, insbesondere in Leuchtstoffröhren, mit Mehrfachwendel als Träger für den Emissionsstoff nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei Windungen der vorletzten Wendel annähernd gleich dem halben Durchmesser des Kerns dieser Wendel und auch annähernd gleich dem Abstand zwischen den Windungen der letzten Wendel ist, mit der Maßgabe, daß der Träger über seine ganze nutzbare Länge in Aktivierungsmasse eingebettet ist, wobei der größte Abstand zwischen einem beliebigen Punkt des Emissionsstoffes und dem ihm nächstgelegenen Teil des Trägers geringer als 0,25 mm ist. Unter »vorletzter« Wendel ist bei einer .Dreifachwendel die zweite Wendelung, unter »letzter«- Wendel dabei die tertiäre Wendel zu verstehen, bzw. bei einer Doppelwendel ist die Primärwendel die vorletzte und die Sekundärwendel die letzte Wendel.

Hierdurch erreicht man einen die Lebensdauer erhöhenden, mechanisch, elektrisch und thermisch vorteilhaften Verband, der ohne Nachteil die Aufnahme größerer· Mengen Aktivierungsstoff dadurch ermöglicht,. daß im aktiven Stoff das Trägermaterial, d. h. der Draht, überall dicht verteilt ist, und dabei der Abstand jedes einzelnen aktiven Partikelchens von dem ihm am nächsten liegenden Flächenteil des Tragdrahtes einen durch Versuche festgestellten Höchstwert nicht überschreitet.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß trotz der stark zusammengedrängten, gewendelten Trägerstruktur keine Kurzschlußgefahr innerhalb der Wendel auftritt, da bei Elektroden nach der Erfindung der ganze Wendelkörper mit dem aktiven Stoff gefüllt ist. So kann eine große Menge Aktivierungsstoff pro Elektrodeneinheit ausgenutzt werden, da die Elektrode nach der Erfindung infolge der zusammengedrängten Wendelung ein gleichmäßiges Formieren und eine gute Verankerung des aktiven. Stoffes ermöglicht, während gleichzeitig dieser vor der schädlichen Einwirkung der Entladung geschützt ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung hat auch Vorteile in thermischer Hinsicht, da örtlich bevorzugte Emissionsstellen mit erhöhter Temperatur und damit Rundfunkstörungen unterdrückt werden.

Ferner erzielt man einen mechanisch sehr stabilen Verbundkörper, der aus einem keramikähnlichen Stoff und einem Metall in enger Verbindung besteht. Dadurch werden die Wärmebewegungen, die den aktiven Stoff z. B. bei nur in den Primärwindungen gefüllten Kathoden lossprengen, verringert und die Lebensdauer erhöht.

Bei den bekannten Elektroden mit Doppelwendeln und großem Abstand zwischen den Sekundärwindungen beruht die Schutzwirkung gegen Zerstäubung hauptsächlich darauf, daß die Windungen der Primärwendel verhältnismäßig dicht gewickelt sind. Als schützendes Organ dienen also bei dieser Elektrode die auf dem äußeren Umfang der Sekundärwendel befindlichen Drahtteile der Primärwendel. Demzufolge ist der Schutz in axialer Richtung der Doppelwendel unbefriedigend. Da bei der Elektrode nach der Erfindung der Abstand zwischen den Sekundärwindungen ungefähr gleich dem Abstand zwischen den Primärwindungen ist, ist der Schutz in axialer Richtung merklich vergrößert.

Von den vorgeschlagenen Dimensionierungsbedingungen vermindert die erste die schädliche Einwirkung der Gasentladung auf den Emissionsstoff ausreichend, da der Emissionsstoff gegen das zerstäubende Bombardement der positiven Ionen gut abgeschirmt ist. Die Erfüllung der zweiten Bedingung, nämlich die Beschränkung des Maximalabstandes irgendeines Punktes des Emissionsstoffes vom tragenden Metalldraht auf höchstens 0,25 mm, bewirkt, daß die Elektrode bei der Herstellung und der Umwandlung des Emissionsstoffes in Oxyde leicht erhitzbar ist und außerdem während des Betriebes der Entladungsröhre eine Wärmestauung an irgendeinem Punkt der emittierenden Oberfläche vermieden ist. Ferner wird durch Erfüllung der zweiten Bedingung der elektrische Widerstand von einem Punkte des Emissionsstoffes zum Trägermaterial klein gehalten. Außerdem werden dadurch die Höchstabmessungen festgelegt für eine Elektrode mit den gewünschten Eigenschaften, nämlich langer Lebensdauer, reichlicher Menge Emissionsstoff und ;eringer Zerstäubung.

Bei der Herstellung einer Elektrode gemäß der Erfindung kann von folgenden Daten ausgegangen werden.

Beispiel ι
5

Wolframdraht 0,07 mm Durchmesser

Primärkern 0,20 -

. Sekundärkern 0,40 -

Steigung der Primärwendel 0,184 mm/Windung
Steigung der Sekundärwendel 0,40 mm/Windung

Anzahl Windungen 30

Emissionsstoff 9 mg

Beispiel 2

Wolframdraht 0,08 mm Durchmesser

Primärkern 0,20 -

Sekundärkern 0,45 -

Steigung der Primärwendel 0,184 mm/Windung
■ao Steigung der Sekundärwendel 0,50 mm/Windung

Anzahl Windungen 30

Emissionsstoff 16 mg

«5 Diese Daten beziehen sich auf die Einstellung der Maschine bei der Herstellung. Nach der Herstellung federn gewisse Wendeltypen aus, besonders Wendeln mit dünnerem Draht, z. B. mit 0,07 mm Durchmesser (s. Beispiel 1). Hierdurch wächst der Abstand zwischen den Sekundärwindungen der fertigen Kathode ungefähr auf 0,10 mm, gegenüber 0,06 mm während der Herstellung. Die Wendel nach Beispiel 2 ist dagegen wegen des größeren Drahtdurchmessers und einer anderen Wärmebehandlung so stabil, daß sie nicht nennenswert ausfedert. Die Regel laut Erfindung bezieht sich selbstverständlich auf die fertige Kathode.

Proben mit diesen Elektroden haben eine beträchtlich erhöhte Lebensdauer gezeigt. Elektroden werden bekanntlich durch die Zündung besonders stark beansprucht. Bei Zündproben mit den üblichen, nur in der Primärwendel aktivierten Elektroden wurden etwa 15 000 Zündungen erreicht. Bei Leuchtstoffröhren mit den erfindungsgemäßen Elektroden ließen sich dagegen mindestens 45 000 Zündungen erreichen.

Die Zeichnung bringt eine Elektrode gemäß Beispiel i. Dabei ist der Abstand A zwischen zwei Windungen der Primärwendel annähernd gleich dem halben Durchmesser B des Primärkerns und auch annähernd gleich dem Abstand C zwischen zwei Sekundärwindungen. Ferner ist der größte Abstand (der ungefähr gleich dem halben Durchmesser B des Primärkerns ist) zwischen einem beliebigen Punkte des Emissionsstoffes und dem tragenden Metalldraht geringer als 0,25 mm.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Aktivierte Elektrode zur Verwendung in elektrischen Entladungsröhren, insbesondere in Leuchtstoffröhren, mit Mehrfachwendel als Träger für den Emissionsstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei Windungen der vorletzten Wendel annähernd gleich dem halben Durchmesser des Kerns dieser Wendel und auch annähernd gleich dem Abstand zwischen den Windungen der letzten Wendel ist, mit der Maßgabe, daß der Träger über seine ganze nutzbare Länge in Aktivierungsmasse eingebettet ist, wobei der größte Abstand zwischen einem beliebigen Punkte des Emissionsstoffes und dem ihm näcbstgelegenen Teil des Trägers geringer als 0,25 mm ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   509 706 4.