DE959574C - Verfahren zum Aktivieren von Doppelwendel-Kathoden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Aktivieren von Glühkathoden elektrischer Entladungsgefäße und insbesondere auf Verfahren und Vorrichtungen zum Aktivieren der Mehrfachwendeln von Kathodenfäden in Fluoreszenzlampen oder ähnlichen Entladungsgefäßen. Eine Doppelwendel-Kathode wird hergestellt, indem man zunächst einen Wolframdraht zu einer Primärwendel wickelt, die dann ihrerseits zu einer zweiten Wendel gewickelt wird. Anschließend wird der Elektronen abgebende Stoff aufgebracht, und zwar im allgemeinen eine Suspension von Erdalkalikarbonaten in Nitrozelluloselack. Die Karbonate werden dann durch Erhitzen aktiviert, wobei sie in die entsprechenden Oxyde zerfallen.

Bei verschiedenen Arten von Doppelwendel-Kathoden ist es wünschenswert, daß kein überschüssiges Material vorhanden ist, welches die Sekundärwicklungen überbrückt. Solches überschüssiges Material könnte sich von der Kathode lösen und in den Entladungsweg gelangen. Außerdem läßt sich das überschüssige Material während des Aktivierens nur schwer in der richtigen Weise erhitzen, so daß Teile desselben nicht zu Oxyden zersetzt werden. Diese nicht zersetzten Karbonate geben dann während des normalen Betriebes der Lampe Gas ab. Andererseits ist es für eine lange Lebensdauer der Kathode wünschenswert, durch ausreichendes Füllen der primären Windungen der Doppelwendel einen ausreichenden Vorrat an Kathodenmaterial zu sichern.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Aufbringen einer flüssigen Suspension von Elektronen emittierenden Materi-

alien auf gewendelte Kathodenfäden von Entladungsgefäßen anzugeben, die eine günstige Verteilung der Emissionsstoffe bewirken, eine gute Elektrodenemission sichern und während einer langen Lebensdauer aufrechterhalten.

Bei einem Verfahren zum Aktivieren von Doppelwendel-Kathoden, bei denen das Elektronen emittierende Material im wesentlichen nur die Primärwendel füllt, nicht aber die Sekundärwindungen ίο überbrückt, wird gemäß der Erfindung die zu aktivierende Doppelwendel innerhalb der Elastizitätsgrenze in axialer Richtung weit gestreckt, danach wird eine flüssige Suspension von Emissionsmaterial aufgebracht, die Suspension läßt man dann auf der Wendel bis zum halbtrocknen Zustand trocknen und hebt hierauf die Streckung der Doppelwendel auf, sobald dieser halbtrockene Zustand erreicht ist. Das Aufbringen der Suspension erfolgt vorzugsweise durch kurzes Überfluten oder Tauchen. Dieses Verfahren sichert ein vollständiges Füllen der feinen Primärwindungeir und verhindert gleichzeitig die Anwesenheit von> Überzugsmaterial in den Räumen zwischen den Sekundärwindungen. Dadurch erreicht man ein leichtes Aktivieren, eine gleichmäßige Arbeitsweise und eine lange Lebensdauer der Kathoden bei der Verwendung in Lampen oder anderen elektrischen Entladungsgefäßen.

Das Strecken bzw. Zusammenziehen der Doppelwendel erfolgt vorzugsweise durch Auseinanderbzw. Zusammenbiegen der die Wendel tragenden Zuführungsdrähte. Zum teilweisen Trocknen des Aktivierungsüberzuges kann ein Luftstrom, insbesondere ein warmer Luftstrom, benutzt werden. Bei der praktischen Anwendung des Verfahrens wird man die Kathodenwendel in einem geradlinig gestreckten Zustand in dem Augenblick halten, in dem das Emissionsmaterial aufgebracht wird, oder genauer in dem Augenblick, in dem die Kathode vom Aufbringer getrennt und von der Zuführung des Emissionsmaterials abgezogen wird. Dieses Strecken der Kathode soll bewirken, daß die größeren und infolgedessen elastischeren Sekundärwindungem sehr w^reit auseinandergezogen werden, so daß das Emissionsmaterial diese größeren Windungen nicht überbrückt und damit das gesamte Emissionsmaterial, welches nicht in die kleineren Zwischenräume eingeschlossen ist oder die Oberfläche der Kathode benetzt, entfernt werden kann. Die richtige Ausführung des vollständigen Verfahrens erfordert, daß das Emissionsmaterial als Suspension in einem Träger aufgebracht wird und daß die Viskosität der so gebildeten Flüssigkeit so klein ist, daß eine übermäßige Dicke des Überzuges aus Emissionsmaterial und eine nur teilweise Füllung der kleineren Zwischenräume der Kathode vermieden wird, und andererseits so groß ist, daß ein unnötig dünner Überzug und ein übermäßiges Fließen in den kleineren Zwischenräumen der Kathode vermieden wird. Das Strecken erfolgt nur innerhalb der Elastizitätsgrenze der Kathode, da die Kathode im wesentlichen auf ihre frühere Länge nach dem Aufbringen der Flüssigkeit zusammengezogen wird. Dieses Zusammenziehen der Kathode geht nach dem teilweisen Eintrocknen der Flüssigkeit vor sich. Die Zusammenziehung muß jedoch erfolgen, während der Überzug noch feucht ist, um Beschädigungen und Verbiegungen der Wendel zu vermeiden. Während des Streckvorganges tritt keine nennenswerte Trennung der kleineren Windungen oder anderweitig geformter kleinerer Zwischenräume der Kathode auf, dagegen werden alle Zwischenräume vollständig mit dem Emissionsmaterial gefüllt.

Das Aufbringen des Emissionsmaterials kann nach der Erfindung mit gleichem Erfolg auf unmontierte Kathoden oder auf Kathoden erfolgen, die bereits an den Zuführungsdrähten eines Gestells montiert oder befestigt sind, insbesondere deshalb, weil die Behandlung unmontierter Kathoden beim Montierungsvorgang das Emissionsmaterial normalerweise nicht beschädigt. Verschiedene andere Ausführungsformen von Kathoden sind ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, insbesondere solche Kathoden,- die aus einem oder mehreren Glühfaden und/oder kleineren Wendeln in Verbindung mit größeren Wendeln bestehen, weil das erfmdungsgemäße Verfahren die Teile der Kathode, die am geringsten zum Festhalten des Emissionsmaterials geeignet sind, an der Ansammlung großer Bestandteile desselben hindert und das Füllen der kleineren Zwischenräume der Kathode unterstützt, die am besten zum Festhalten des Emissionsmaterials geeignet sind. Eine Entladungslampe mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kathode ist besonders geeignet, einer rauhen Behandlung zu widerstehen, und weist eine lange Lebensdauer auf, da die Kathode sich bestens dazu eignet, eine sehr große Menge von Emissionsmaterial festzuhalten.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, mehr ins einzelne gehenden Beschreibung und aus den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt

Fig. ι eine Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung mit den vier Bearbeitungsstufen längs eines Aufbauförderers,

Fig. 2, 3 und 4 entsprechende perspektivische Ansichten des Aufbaues auf dem Weg über die verschiedenen Bearbeitungsstufen,

Fig. 5 und 6 Draufsichten und Seitenansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Bearbeitungsstufen: Strecken des Aufbaues, Aufbringen des Emissionsmaterials, Lufttrocknen und Schließen des Aufbaues,

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch die Streckvorrichtung längs der Linie 7-7 der Fig. 6,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer abgeänderten, von Hand zu betätigenden Vorrichtung zum Halten und Strecken einer nicht montierten Kathode zum von Hand erfolgenden Aufbringen des Elektronen emittierenden Materials gemäß der Erfindung und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines abgeänderten Automaten, bei dem die Stufen des

Streckens der Wendel und des Aufbringens des Emissionsmaterials kombiniert sind.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung nach den Fig. ι bis 7 eignen sich besonders zur Aufteilung von Arbeitsvorgängen zwischen eine Gruppe von Bearbeitungsstufen A bis Ό und zur Aufbringung von Elektronen emittierendem Material auf eine gewendelte Wolframkathode ι, die an Zuführungsdrähten· 2 und 3 eines Fußes 4 befestigt ist. Die Bearbeitungsstufen werden vorzugsweise .nacheinander durch dem Fuß 4 auf Grund der Bewegung eines Förderers eingenommen, der den Fuß 4 durch Eingriff der Backen 5 und 6 mit dem Pumprohr 7 trägt, und sind vorzugsweise mit einem an sich bekannten Fußherstellungsautomaten (USA.-Patenttschrift 2380742) verbunden.

Zu Beginn des Arbeitsvorganges nach der Erfindung wird der Fuß 4 in eine geeignete Lage oberhalb der an der Arbeitsstelle (Stufe) 8 angeordneten Spreizvorrichtung gebracht und wird dadurch verformt, daß die verhältnismäßig kurzen und infolgedessen verhältnismäßig kräftigen Enden der Zuführungsdrähte 2 und 3 auseinandergebogen werden, so daß die federnde oder elastische Kathodenwendel 1 linear gestreckt wird. Die Spreizvorrichtung 8 (vgl. Fig. 5 und 6) bewirkt den Verformungsvorgang durch eine Aufwärtsbewegung der Finger 9 und 10 in eine Stellung zwischen den sich seitwärts erstreckenden Enden 11 und 12 der Zuführungsdrähte 2 und 3. Durch diese Bewegung wird eine abgeschrägte Außenfläche 9' bzw. 10' jedes Fingers 9 bzw. 10 gegen das entsprechende Ende 11 oder 12 der Zuführungsdrähte 2 und 3 gedrückt und spreizt diese auseinander. Die Finger 9 und 10, die in festen Stellungen auf dem Träger 13 am oberen Ende des Schlittens 14 montiert sind, sind so angeordnet, daß sie zu entsprechenden Seiten der senkrechten Teile der Zuführungsdrähte 2 und 3 und zu gegenüberliegenden Seiten der Enden der Kathode 1 passen, die um einen geringen Winkel zur Ebene der Zuführungsdrähte 2 und 3 verdreht ist. Der Spreizvorgang ist die einzige Aufgabe der Vorrichtung 8 und wird im richtigen Zeitpunkt bezüglich der Anordnung des Fußes ι gegenüber dieser Vorrichtung durch Betätigungsmittel eingeleitet, die die Aufwärtsbewegung des Schlittens 14 steuern, der hinter der Abdeckplatte 15 im festen Träger 16 angeordnet ist. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, wird durch die Zusammenziehung der Feder 17, die sich zwischen einem Stift 18 in der Platte 15 und einem zweiten Stift 19 im unteren Ende des Schlittens 14 erstreckt, der Schlitten 14 nach oben gedrückt, wobei diese Zusammenziehung· durcJi den Stab 20 geregelt wird, der an der senkrecht beweglichen Stange 21 durch die Klammer 22 in der Bahn des Stiftes 19 angebracht ist. Der Stab 20, die Klammer

22 und die Stange 21 sind Elemente des gemeinsamen Betätigungsmittels für die gesamte Vorrichtung und weisen eine vertikale Bewegung auf, durch die die Stange 21 in den Armen des Trägers

23 in jedem Arbeitszyklus verschoben wird, der durch ein gemeinsames., ebenfalls den Aufbauförderer vorrückendes Antriebsmittel bestimmt ist, das in den Figuren nicht dargestellt ist und an sich bei Fußherstellungsvorrichtungen bekannt ist (USA.-Patentschrift 1907532).

Die Aufwärtsbewegung der Spreizfinger 9 und 10 und die sich daraus ergebende Spreiz wirkung hört auf, wenn der Stift 24, der sich von der Rückseite des Schlittens 14 in einen Schlitz im Träger 16 erstreckt, gegen das Ende der Anschlagschraube 25 schlägt; in diesem Augenblick sind die größeren Sekundärwindungen 26 der Kathode 1 weit auseinandergespreizt, wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist. Der Spreizvorgang ist infolge der größeren Biegsamkeit der größeren Sekundärwindungen 26 der Doppelwendel-Kathode 1 auf diese beschränkt und erfolgt nur bis zu einem Ausmaß, bei dem die Streckung der Kathode 1 innerhalb der Elastizitätsgrenze liegt, so daß keine bleibende Verformung auftritt und sie infolgedessen in ihre Ausgangsform zurückkehren kann. Eine besondere Kathode mit neun Windungen der Sekundärwendeln von 1,8 mm Durchmesser und mit einer Länge von 5,3 mm wird auf eine Länge von 13 mm gestreckt, ohne daß bei diesem Vorgang bleibende Veränderungen auftreten.

Der Betriebsablauf der Spreizvorrichtung 8 wird durch eine Umkehrbewegung der Spreizfinger 9 und 10 nach unten vollendet, wobei die Zuführungsdrähte 2 und 3 in ihrer gespreizten Stellung bleiben, da sie entsprechend gebogen wurden. Das verhältnismäßig geringe Anwachsen der Spannung in der Kathode 1 in- ihrem gestreckten Zustand ist nicht von so ausschlaggebender Größe·, daß die Stellung der Zuführungsdrähte 2 und 3 nach dem Wegziehen der Spreizfinger 9 und 10 verändert wird.

Der Förderer befördert nun den Fuß 4 von der Bearbeitungsstufe A zur Bearbeitungsstufe B und ioo bringt dabei den Fuß 4 unmittelbar über die Vorrichtung 27, die das Mittel zum Aufbringen des Elektronen emittierenden Materials auf die Kathode ι darstellt. Der Aufbringer 28, der ein Element des Tauchers 29 bildet und unmittelbar unter dem Fuß 4 angeordnet ist, befindet sich in dem Gefäß 30 und wird völlig durch die Flüssigkeit, die das Elektronen emittierende Material enthält, überflutet. Die folgenden Arbeitsvorgänge der Vorrichtung 27 sehen die Aufwärtsbewegung des Tauchers 29 vor, wodurch eine geringe Menge der vom Aufbringer 28 aufgenommenen Flüssigkeit in Berührung mit der Kathode 1 gebracht wird, und senken dann den Taucher 29 wieder, wodurch er erneut in die Flüssigkeit im Gefäß 30 getaucht wird.

Diese Arbeitsvorgänge bilden den gesamten Betrieb der Vorrichtung 27 und gehen in derselben Weise w^rie die Arbeitsvorgänge in der Stufet durch senkrechte Bewegungen der Stange 21 des Betätigungsmittels vor sich. Der Taucher 29, der am oberen Ende der Stange 21 durch den Arm 31 und die Stange 30 befestigt ist, wird entsprechend bewegt und dient sowohl zum Rühren der Hauptmasse der im Gefäß 30 enthaltenen Flüssigkeit als auch als Mittel zur Bewegung des Aufbringers 28, der einen Bestandteil einer Scheidewand 33 bildet,

die den Ring 34 im Innern des Tauchers 29 überbrückt. Die Aufwärtsbewegung des Tauchers 29 befreit i'hn gänzlich vom Hauptteil der Flüssigkeit und läßt dabei die im Taucher 29 enthaltene Flüssigkeit durch die Bodenöffnung 35 in das Gefäß 30 laufen, wodurch ein gründliches Waschen des Aufbringers 28 durch die Flüssigkeit erzielt wird. Durch dieses Verfahren wird der Hauptanteil der Flüssigkeit im Gefäß 30, das auf dem vom Träger 23 vorstehenden Stift 36 sitzt, ständig sowohl, durch die Aufwärtsbewegung als auch erneut durch das Umkehren des Tauchers 29 gerührt, so daß das darin in Suspension befindliche Emissionsmaterial gründlich mit den anderen Bestandteilen der Flüssigkeit gemischt wird.

Die Aufwärtsbewegung des Tauchers 29 geht so lange vor sich, bis die Sekundärwindungen 26 der Kathode 1 sich im offenen, sich über die ganze Länge des Aufbringers 28 erstreckenden Trog 37 befinden, aufsitzen und durch den Rücken 38 am Boden des Aufbringers leicht aus ihrer Normalstellung nach oben gestoßen werden, wie es im einzelnen aus Fig. 3 zu entnehmen ist. Es soll damit bezweckt werden, daß alle Teile der Kathode 1 im Trog 37 längs seines Bodens in eine Linie zu liegen kommen und bis zu einer gleichmäßigen Tiefe in die durch die kapillare Anziehung dort zurückgehaltene Flüssigkeit eingetaucht werden. Da der Trog 37 nur etwas größer als die Windungen 26 der Kathode 1 ist, ist er so klein, daß durch die auftretende Kapillarwirkung eine ausreichende Menge von Flüssigkeit darin zurückbleibt, obwohl beide Enden offen sind, so daß der größere Teil der Flüssigkeit zum Hauptanteil zurückfließen kann. Im vorliegenden Fall ist es erwünscht, die Flüssigkeit auf den Teil der Länge der Kathode 1 zu beschränken, der bei der Verwendung im Entladegefäß erhitzt wird-, da das auf der Kathode 1 sitzende Emissionsmaterial durch Erhitzen der Kathode in darauffolgenden Herstellungsstufen in Oxyde geeigneter Art und Emissionsfähigkeit umgewandelt werden muß. Zu diesem Zweck ist es vorzuziehen, daß der Aufbringer 28 nur so lang ist, um die größeren Sekundärwindungen 26 der Kathode 1 aufzunehmen, so daß nur diese Windungen 26 unmittelbar mit der Flüssigkeit in Berührung kommen. Die Verteilung der Flüssigkeit über die Länge der Kathode 1 ist ferner abhängig von der Viskosität der Flüssigkeit, deren Dünnflüssigkeit derart sein soll, daß sie in die enger gewickelten Primärwendeln fließen und durch Kapillarwirkung in den offenen Kern der Enden bis kurz vor die letzten Windungen an den Zuführungsdrähten 2 und 3 gezogen werden kann. Die Verteilung des Emissionsmaterials über die volle Oberfläche der Kathode 1 hängt in gleicher Weise von der Größe dies Aufbringers 28 und von der Viskosität der Flüssigkeit ab, bei der die Tiefe des Überzuges über dem Boden des Aufbringers 28 ausreichend sein sollte, um die Sekundärwindungen 26 der Kathode 1 beinahe vollständig zu bedecken. Die Flüssigkeit kann indessen eine etwas geringere Tiefe aufweisen, da durch die Kapillarwirkung der Sekundärwindungen 26 die Flüssigkeit hochgezogen wird und die Kathode 1 unter diesen Bedingungen vollständig bedeckt. Die letzte Aufwärtsbewegung des Aufbringers 28 läßt, nachdem die Sekundärwindungen 26 der Kathode 1 zuerst gegen den Rücken 38 über dem Aufbringerboden gestoßen sind, jede Sekundärwindung gegen diesen Rücken stoßen, so daß sie demnach gleichmäßig mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, selbst wenn einige der Sekundärwindungen etwas außerhalb der Linie der anderen liegen.

Die Abwärtsbewegung des Tauchers 29, wobei er in das Gefäß 30 zurückkehrt und den Aufbringer 28 von der Kathode 1 trennt, läßt den größeren Teil der Flüssigkeit von der Kathode 1 abfließen, wobei nur so viel zurückbleibt, daß die Flüssigkeit die Primärwindungen vollständig füllt und etwas Flüssigkeit an den Oberflächen haftenbleibt. Dabei ist es wünschenswert, daß die Flüssigkeit vollständig aus dem Kern der Sekundärwindungen 26 abfließt, um ein Überbrücken der Windungen 26 durch das Emissionsmaterial zu vermeiden, und daß etwas frei fließende Flüssigkeit auf der Oberfläche der Wendeln 26 zurückbleiben kann. Die Abflußwirkung des Aufbringers 28 wird außerdem durch den Rücken 38 längs seines Bodens unterstützt. Die durch den Rücken 38 gebildeten V-förmigen Teile ermöglichen ferner eine Zirkulation der Flüssigkeit durch den Trog 37 und die Trennung von festen Teilchen in der Flüssigkeit von dem Teil des Rückens 38, der von der Kathode 1 berührt wird. Das richtige Abfließen usw. von der Kathode 1 ist ferner von. der Viskosität der Flüssigkeit abhängig, die derart sein muß, daß nur ein verhältnismäßig dünner, gleichmäßiger Überzug die Oberfläche der Kathode 1 bedecken und eine vollständige Füllung in den Primärwindungen der Kathode 1 zurückbleiben kann. Es sollte dabei nichts von der Flüssigkeit die Sekundärwindungen 26 der Kathode 1 überbrücken, weil eine solche große Ansammlung nicht sicher genug durch die Kathode 1 festgehalten wird und sich unter normalen Umständen und besonders bei Vibrationen leicht von der Kathode trennt. Wenn die das Emissionsmaterial enthaltende Flüssigkeit aus einem sehr flüssigen Träger besteht, der im Verlauf der Herstellung des elektrischen Gefäßes aus der Kathode 1 ausgetrieben wird, ist die Viskosität der Flüssigkeit ohne Rücksicht auf ihre Wirkung auf die schließliche Zusammensetzung des Emissionsmaterials leicht zu beherrschen.

Die nächste Stufe der Herstellung nach den Fig. ι bis 7 geht in der Bearbeitungsstufe C vor sich und besteht in einem teilweisen Trockenvorgang, der das Emissionsmaterial sich etwas zusammenziehen und in einem Zustand übergehen läßt, in dem es nicht mehr über die Kathode 1 fließen kann. Obwohl der Trockenvorgang während eines Zeitraumes vor sich gehen kann, in dem die Kathode 1 nur der Luft ausgesetzt ist, wird er im vorliegenden Fall durch einen Niederdruckstrom warmer Luft beschleunigt, die durch die Düse 39

auf die Kathode ι gerichtet wird. Dieser Vorgang verhindert ein Zurückfließen des Emissionsmaterials auf der Kathode ι und das damit verbundene mögliche Überbrücken der Sekundärwindungen 26 in den folgenden Betriebsstufen der Vorrichtung, in denen die Kathode 1 zusammengedrückt wird.

Die nächste Stufe im Verlauf der Bearbeitung geht an der Bearbeitungsstelle D vor sich, in die der Fuß 4 jetzt eingesetzt wird, und besteht in der Rückformung des Fußes 4 durch die Schließvorrichtung 40, damit die Zuführungsdrähte 2 und' 3 und die Kathode 1 im wesentlichen die Form einnehmen können, die sie vor dem Überziehen hatten. Der Förderer trägt die Enden der an die Kathode 1 geklemmten Zuführungsdrähte 2 und 3 zu Stellungen, die den Biegefingern 41 und 42 der Schließvorrichtung 40 gegenüberliegen, wobei die Biegefinger 41 und 42 den Fuß 4 von entgegengesetzten Seiten, wie aus Fig. 4 hervorgeht, umfassen und die Enden der Zuführungsdrähte 2 und 3 zurückbiegen, so daß sie und die Sekundärwindungen 26 der Kathode 1 im wesentlichen ihre frühere Anordnung einnehmen.. Die Längenänderung der Kathode ι führt zu einem Schließen der Steigung der Sekundärwindungen 26 und zum Freiwerden der darin aufgespeicherten Spannung und hat keine wahrnehmbare Wirkung auf das Emissionsmaterial, obwohl dieses teilweise getrocknet und unfähig ist, sich ohne Ablösung von der Kathode 1 stärker zu biegen.

Die Biegefinger 41 und 42 der Schließvorrichtung 40, die auf Teilen entsprechender, senkrechter Wellen 43 im auf den Träger 45 sitzenden Arm 44 drehbar gelagert sind, werden im Verlauf der Bewegung zum Eingriff mit dem Fuß 4 und vom Eingriff mit diesem Fuß durch die Bewegung der festen Bügel 46 betätigt, die auf den oberen Enden der Wellen 43 angeklemmt sind. Diese Bauart gestattet, das Ausmaß der Bewegung der Biegefinger 41 und 42, die durch das Zusammenwirken der Federn 47 und der Schrauben 48 auf den entsprechenden Armen der Bügel 46 befestigt sind, unabhängig festzulegen, da die Schrauben 48 eingestellt werden können, um die Biegefinger 41 und 42 bezüglich der Bügel 46 zu verstellen.

Die anderen Glieder des Betätigungsmittels für die Schließvorrichtung 40 bestehen aus den ineinandergreifenden Zahnrädern 49 an den unteren Enden der Wellen 43, dem an einer dieser Wellen 43 befestigten Arm 50 und aus dem Gestänge 51, das den Arm 50 und den Betätigungshebel 52 verbindet. Die bereits erwähnten senkrechten Bewegungen der Stange 21 liefern auch die Kraft zur Betätigung der Schließvorrichtung 40, indem ein Arm des Betätigungshebels 52 ständig gegen die Walze 53 auf einem Stift lagert, der sich von der Klammer 22 auf der Stange 21 erstreckt. Der Betätigungshebel 52 ist auf einem Stift 54 im Träger 55 drehbar gelagert, der auch zur Halterung des Trägers 45 dient, und' wird durch die Zugfeder 56 gegen die Walze 53 gedrückt. Die Bewegungen der Betätigungsstange 21 und der Walze 53 sind weitreichender, als es zum Schließen der Biegefinger 41 und 42 erforderlich ist. Deren Bewegung wird dann unterbrochen, wenn die Bügel 46 gegen den Anschlagstift 57 auf den Arm 44 schlagen, wodurch sich die Walze 53 nach dem Aufhören der Bewegung des Betätigungshebels 52 von diesem löst. Dieser Arbeitsvorgang ist der letzte bei der bevorzugten Art des Aufbringens von Elektronen emittierendem Material auf die Kathode 1.

Unter gewissen Umständen kann es wünschenswert sein, das Elektronen emittierende Material auf die Kathode gemäß der Erfindung aufzubringen, bevor die Kathode mit den anderen Teilen des Entladungsgefäßes zusammengebaut wird. Eine solche Ausführungsart ist zum Teil in Fig. 8 dargestellt, wo die Kathode 1, die die bereits früher beschriebene Form hat, aus einer fortlaufenden Drahtwendel, der Primärwendel, und einer zweiten Wendelung der Primärwendel in der Mitte der Kathode 1 besteht, die als Sekundärwendel 26 bezeichnet werden soll. Im vorliegenden Fall setzt der Arbeiter ein Ende der Kathode 1 zwischen die festen Backen 60 und 61 ein und drückt das andere Ende der Kathode 1, nachdem er die Backen 62 und 63 längs der Bettung 64 in eine entsprechende Stellung zu diesem Ende gebracht hat, in diese Backen ein. Beide Backenpaare 60, 61 und 62, 63 sind ähnlich gebaut, wobei die Backen 60 und 62 go der Paare auf je einem Stift 65 drehbar gelagert sind und gegenüber den Backen 61 und 63 liegen, so daß das Ende der Kathode 1 durch die Spannung der Feder 66 fest ergriffen und gelagert wird. Die Kathode 1 wird in dieser Stellung der Backen 60, 61 und 62, 63 ohne Spannung gehalten.

Die nächste Stufe bei der Herstellung besteht in einer Längsstreckung der Kathode 1 durch ein von Hand erfolgendes Verschieben der Backen 62 und 63 längs der Bettung 64 von den Backen 60 und 61 weg, bis der Anschlag 64' auf dieser Bettung 64 erreicht ist. Durch eine frühere Einstellung wurde dabei diejenige Stellung des Anschlages 64 bestimmt, bei der die Bewegung der Backen 62 und 63 die größere Sekundärwendel 26 derart spreizt, daß das richtige Aufbringen der das Emissionsmaterial enthaltenden Flüssigkeit erfolgen kann, jedoch die Kathode 1 nicht über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gestreckt wird, wobei sie nach dem Loslassen nicht mehr in ihre frühere Gestalt zurückfedern würde. In dieser Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist normalerweise ein Strecken der Sekundärwindungen 26 der Kathode 1 von annähernd 50%· möglich, wobei dieses Strecken ausreicht, um die Sekundärwindungen 26 sehr weit zu trennen.

In der nächsten Stufe erfolgt bei der Vorrichtung nach Fig. 8 das Aufbringen der das Elektronen emittierende Material enthaltenden Flüssigkeit auf die Kathode 1, ein Vorgang, der im vorliegenden Fall vorzugsweise von Hand mittels eines geeigneten Bürstchens, Löffels, Tauchstäbchens oder dergleichen Aufbringer erfolgt. Infolge des großen Abstandes der Sekundärwindungen 26 der Kathode ι wird die Verteilung der Flüssigkeit auf die verschiedenen Teile der Kathode 1 automatisch auf

den Kern der Primärwindungen und auf einen gleichmäßigen Überzug beschränkt, so daß keine Überbrückung der größeren Sekundär windungen 26 auftreten kann. Die Viskosität der Flüssigkeit ist zum Teil für die Leichtigkeit, mit der die Flüssigkeit so auf die Kathode 1 aufgebracht wird, verantwortlich und kann durch Änderung des Trägergehaltes geregelt werden, um die gewünschten Überzugsbedingungen zu erhalten. Nach dem Aufbringen der Flüssigkeit kann ein gewisses Zeitintervall verstreichen, damit der Träger verdampfen und das Emissionsmaterial verhältnismäßig trocken werden kann, worauf die Kathode 1 zum Zusammenziehen gebracht und aus der Vorrichtung entfernt wird. Es ist vorzuziehen, daß die Backen 62 und 63 auf die Backen 60 und 61 zu bewegt werden, bevor die Kathode 1 losgelassen wird, damit ihre Zusammenziehung ohne Ruck erfolgt, der zu einem Abspringen des Emissionsmaterials führen könnte. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kathoden 1 halten das Elektronen emittierende Material sehr zäh fest und können in Massen behandelt und in der üblichen Weise ohne Beschädigung eingebaut werden.
Die abgeänderte Ausführungsform nach Fig. 9 zeigt einen Automaten zum Aufbringen von Elektronen emittierendem Material gemäß der Erfindung auf eine Kathode i' eines Fußes 4', die genügend Elastizität aufweist, so· daß sie während des Aufbringens des Emissionsmaterials linear gestreckt werden kann. Ein solcher Fuß weist gewöhnlich Zuführungsdrähte 2' und 3' auf, die so groß sind und sich so weit über den Glasfuß 67 hinaus erstrecken, daß sie aus ihrer normalen Stellung gefedert werden können, um das Strecken der Kathode 1' zu bewirken, ohne daß sie über ihre Elastizitätsgrenze gebogen werden, so daß sie nach dem Loslassen in ihre Ausgangsstellung zurückfedern können. Wie im vorhergehenden Fall befindet sich die Vorrichtung vorzugsweise in einer Bearbeitungsstufe, die der Fuß 4' im Verlauf seiner Herstellung einnimmt, und ist mit Mitteln zur Halterung des Fußes 4.' in dieser Bearbeitungsstufe und mit Mitteln zur Betätigung der Vorrichtung in bestimmten Zeitabständen versehen.

Der Betriebsablauf der abgeänderten Vorrichtung nach Fig. 9 wird unmittelbar nach dem Anr ordnen des Fußes 4! gegenüber den Fingern 68 ' und 69 eingeleitet, wenn diese Finger 68 und 69, die auf einem Block 70 sitzen, nach unten aus einer schrägen Stellung außerhalb der Bewegungsrichtung des Fußes 4' in die gezeichnete waagerechte Stellung gedreht werden. Dieser Vorgang ist das Ergebnis einer Teildrehung des Blockes 70, 5^. der auf einer durch den festen Trägerarm 72 getragenen Welle 71 befestigt ist, und tritt auf, wenn der nach unten gerichtete Druck des Nockens 73 gegen die vom Fuß 4! abgewandten Enden der Finger 68 und 69 durch die nach oben gerichtete Bewegung des Nockens 73 und eine folgende Drehbewegung der Welle 71 nachläßt. Die Kraft für die Drehung des Blockes 70 kommt von der Zusammenziehung der Feder 74, die den Arm 75 am entgegengesetzten Ende der Welle 71 mit einem Stift am Trägerarm 72 verbindet. Diese Drehbewegung der Finger 68 und 69 bringt die Finger nur in eine wirksame Stellung gegenüber den Zuführungsdrähten 2' und 3', weil die Enden dieser Finger in diesem Augenblick dicht beieinanderliegen und während dieser Bewegung zwischen die Zuführungsdrähte passen. Die seitwärts gerichtete trennende Bewegung der Finger 68 und 69, die ihre eigentliche Funktion bildet, tritt auf, wenn die Drehung des Blockes 70 durch den Eingriff des Armes 75 mit der festen Anschlagschraube 76 auf dem Trägerarm 72 unterbrochen und der breitere Teil des Nockens 73 zwischen den Fingern 68 und 69 durch die weitere, nach oben gerichtete Bewegung des Nockens 73 herausgezogen wird. Durch die seitliche Bewegung der Finger 68 und 69 werden diese um die Schrauben yy gedreht, die sie auf dem Block 70 halten, wobei diese Bewegung so weit fortschreitet, wie es durch die Formänderung des Teiles des Nockens 73 bestimmt ist, der sich zwischen den Enden der Finger 68 und 69 befindet. Die Finger werden dabei durch die Zusammenziehung einer mit Hilfe von Stiften an den Fingern angebrachten Feder 78 dauernd gegen den Nocken 73 gedrückt. Die Finger 68 und 69 werden so weit getrennt, daß sie gegen die Zuführungsdrähte 2' und 3' zu liegen kommen und diese derart spreizen, daß die gewünschte Streckung der an ihnen befestigten Kathode i' erzielt wird. Der Trennvorgang der Finger hört auf, wenn der untere Endteil 79 des Nockens 73 zwischen sie zu liegen kommt.

Der Spreizvorgang der vorliegenden betrachteten Vorrichtung dient zum Trennen der größeren Windungen 26' der Kathode i', so daß diese Windungen nicht durch die das Emissionsmaterial enthaltende Flüssigkeit überbrückt werden. Zu diesem Zweck soll das Spreizen der Zuführungsdrähte 2' und 3' vorzugsweise so weit erfolgen, wie es unter den Betriebsbedingungen möglich ist. Im vorliegenden Fall wird das Auseinanderspreizen sowohl durch die Fähigkeit der Sekundärwindungen 26' der Kathode 1', nach dem Aufbringen des Emissionsmaterials in ihre Ausgangsform zurückzukehren, als auch durch die Fähigkeit der Zuführungsdrähte 2' und 3', die nur unterhalb des festen Glasfußes 67 gebogen werden, in ihre Ausgangsstellung zurückzufedern, bestimmt. Diese Eigenschaften der Kathode 1' und der Zuführungsdrähte 2' und 3' sind von der besonderen Ausführungsform, die stark geändert werden kann, abhängig. Die Kathode 1' kann z. B. aus Drähten verschiedenen Durchmessers, aus einem, zwei oder mehreren Drähten und aus einer, zwei oder mehreren- Mehrfachwendeln hergestellt sein. Die Zuführungsdrähte 2' und 3' können beispielsweise von verschiedener Größe und Länge sein und von verschiedenen Fuß elementen aufgenommen werden. Dieser Spreizvorgang mit der Vorrichtung ist immer dann anwendbar, wenn die Kathode einen oder mehrere Teile verhältnismäßig großer und demnach biegsamer Wendeln usw. aufweist, da diese Teile leicht gestreckt werden können. Dieser

Vorgang ist für Kathoden dieser Art besonders vorteilhaft, weil das Emissionsmaterial im anderen Fall diese Teile überbrücken würde, wodurch sie wenig zur Halterung des Emissionsmaterials geeignet wären.

Die senkrechten Bewegungen des Nockens 73, die die Einstell- und Spreizbewegungen der Finger 68 und 69 bewirken, haben ihren Ursprung in dem darüber angeordneten Arm 80, an dem der Nocken 73 durch die Stange 81 befestigt ist, und entsprechend den wirksamen Bewegungen des dazugehörigen Mittels 27' zum Aufbringen des Emissionsmaterials, das in ähnlicher Weise am Arm 80 befestigt ist.

Die nächsten Arbeitsstufen bei der Fertigung der Kathode i' besorgen das Aufbringen des Emissionsmaterials auf die Kathode und werden durch das Äufbringungsmittel 27' vorgenommen, das im wesentlichen mit dem bereits beschriebenen identisch ist und deshalb mit gestrichenen Bezugszeichen entsprechend dem Mittel 2γ versehen wird. Durch die Verbindung der Betätigungselemente der Spreiz- und Aufbringungsmittel für das Emissionsmaterial am oberen Ende der Betätigungsstange 21' wird der Aufbringer 28', der den Taucher 29' überbrückt, gegen die Kathode i'nach oben bewegt, wenn ein weiteres Stück des unteren Endes des Nockens 73, der dort gleichmäßig schmal ist, zwischen die Finger 68 und 69 zu liegen kommt. Dadurch wird die Kathode 1' in die Flüssigkeit im Trog 37' des Aufbringers 28' eingetaucht, wenn sie vollständig gestreckt ist. Wie bereits beschrieben, tritt die im Aufbringer 28' enthaltene Flüssigkeit in die Zwischenräume des im Aufbringer 28' liegenden Mittelteiles der Kathode 1' und die gegenüberliegenden vorstehenden Teile bis annähernd zu den von den Zuführungsdrähten 2' und 3' gehaltenen, geklemmten Teilen ein.

Die folgende, nach unten gerichtete Bewegung des Armes 80 und der Betätigungsstange 21' trennt den Aufbringer 28' von der Kathode 1' und zieht das überschüssige Emissionsmaterial ab, das sich als Überzug auf der Oberfläche der Kathode befindet und die engen Windungen der Primärwendel und anderer Teile füllt. Der Aufbringer 28' und der Taucher 29' bewegen sich nach unten in den Hauptanteil des Emissionsmaterials im Gefäß 30', wobei sie mit frischem Emissionsmaterial überflutet werden und für die nächste Betriebsstufe bereit sind. Während der nach unten gerichteten Bewegung des Armes 80 wird der breitere Teil des Nockens 73 erneut zwischen die Enden der Finger und 69 gedrückt, wobei sich die gegenüberliegenden Enden nähern, so daß die Zuführungsdrähte 2' und 3' in ihre frühere Stellung zurückfedern können. Die weitere Bewegung des Nockens läßt dessen geflanschtes Kopfende 82 gegen die obere Fläche der Finger 68 und 69 treffen und drückt dabei die Finger 68 und 69 und den Lagerblock 70 in eine geneigte Stellung. Diese Bewegung der Finger 68 und 69 zieht ihre Enden zwischen den Zuführungsdrähten 2' und 3' weg, wodurch der Fuß 4' durch eine Bewegung seines Trägers leicht aus dieser Betriebsstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entfernt oder, falls es erwünscht ist, von diesem Träger ohne Beschädigung abgenommen werden kann.

Claims (4)

Patentansprüche·

1. Verfahren zum Aktivieren von Doppelwendel-Kathoden, bei denen das Elektronen emittierende Material im wesentlichen nur die Primärwendel füllt, nicht aber die Sekundärwindungen überbrückt, gekennzeichnet durch weites Strecken der zu aktivierenden Doppelwendel in axialer Richtung innerhalb der Elastizitätsgrenze, danach Aufbringen einer flüssigen Suspension von Emissionsmaterial, vorzugsweise durch kurzzeitiges Überfluten oder Tauchen, auf die gestreckte Doppelwendel, Trocknenlassen der auf der Wendel befindlichen Suspension bis zum halbtrockenen Zustand und Aufheben der Streckung der Doppelwendel, sobald der halbtrockene Zustand erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strecken bzw. Zusammenziehen der Doppelwendel durch Auseinander- bzw. Zusammenbiegen der die Wendel tragenden Zuführungsdrähte erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise Trocknung des Aktivierungsüberzuges durch einen vorzugsweise warmen Luftstrom bewirkt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß automatische und in bestimmter Zeitfolge arbeitende Mittel zur Ausführung der verschiedenen Verfahrensschritte vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2362510, 2431 135.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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