DE1042136B - Storage cathode, the emitting surface of which consists of a porous metal body, and a method for manufacturing a cathode - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathode, deren emittierende Oberfläche aus einem porösen Metallkörper besteht, in dem oder hinter dem ein Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist und der von einem hohlen Metallzylinder getragen wird, welcher einen Heizkörper enthält, der von dem porösen Metallkörper und gegebenenfalls von dem Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen durch eine sich im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse erstreckende Metallwand getrennt ist. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kathode.The invention relates to a cathode, the emitting surface of which consists of a porous metal body exists, in which or behind which there is a supply of alkaline earth metal compounds and which is carried by a hollow metal cylinder which contains a heating body which is supported by the porous Metal body and optionally from the supply of alkaline earth metal compounds through a substantially perpendicular to the cylinder axis extending metal wall is separated. Next refers the invention relates to a method for producing such a cathode.

Es ist bereits bekannt, bei Kathoden, in denen ein Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist, den porösen Metallkörper längs eines kreisförmigen Randes mit dem Boden einer aus einem Stück gezogenen Molybdänbuchse zu verschweißen. Diese Konstruktion ist im Hinblick auf die gezogene Molybdänbuchse kostspielig.It is already known that cathodes in which there is a supply of alkaline earth metal compounds the porous metal body along a circular edge with the bottom of one drawn in one piece To weld molybdenum socket. This design is in view of the drawn molybdenum bushing expensive.

Auch ist es bekannt, einen porösen Kathodenkörper mit darin befindlichen Erdalkalimetallverbindungen im Ende eines Molybdänzylinders festzufalzen und die Emission an der dem Heizdraht zugewandten Seite durch Abdecken mit einer Molybdänplatte zu verhüten, wobei etwaige Spalten mit Molybdänpulver, dem gegebenenfalls Aluminiumoxyd od. dgl. beigegeben ist, zugesintert werden. Auch diese Bauart ist ziemlich kostspielig. Außerdem sind die Anforderungen in bezug auf Leckstellen zwischen der Kathode und dem Heizdraht namentlich bei Kathoden für Fernseh-Kathodenstrahlröhren sehr hoch.It is also known to have a porous cathode body with alkaline earth metal compounds therein to be crimped in the end of a molybdenum cylinder and the emission on the side facing the heating wire by covering with a molybdenum plate, avoiding any crevices with molybdenum powder, to which aluminum oxide or the like is optionally added, be sintered. This type is also quite expensive. In addition, the requirements are related to leakage points between the cathode and the heating wire, especially in cathodes for television cathode ray tubes, is very high.

Die Erfindung schafft eine Konstruktion, die billig ist und in bezug auf Leckstellen zwischen der Kathode und dem Heizdraht günstige Eigenschaften hat.The invention provides a construction which is inexpensive and in terms of leakage points between the Cathode and the heating wire has favorable properties.

Bei einer Kathode, deren emittierende Oberfläche durch einen porösen Metallkörper gebildet ist, in dem oder hinter dem ein Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist und der von einem hohlen Metallzylinder getragen wird, welcher einen Heizkörper enthält, der von dem porösen Metallkörper und gegebenenfalls von dem Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen durch eine sich im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse erstreckende Metallwand getrennt ist, bestehen nach der Erfindung der poröse Metallkörper, die Metallwand und der Zylinder aus je einem Stück; sie sind nicht dicht miteinander verbunden, derart, daß infolge der Ausbildung dieser Teile eine ringförmige Berührungsstelle etwa an der Stirnseite des Zylinders entsteht, ferner ist der Durchmesser der Metallwand um soviel größer als der des porösen Metallkörpers und des Metallzylinders, daß von dem Kathodenkörper oder von dem vorhandenen Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen stammendes aktivieren-Vorratskathode, In the case of a cathode, the emitting surface of which is formed by a porous metal body, in the or behind which there is a supply of alkaline earth metal compounds and that of a hollow one Metal cylinder is supported, which contains a heating body, which is supported by the porous metal body and optionally from the supply of alkaline earth metal compounds through a substantially perpendicular to the cylinder axis extending metal wall is separated, exist according to the invention of the porous metal body, the metal wall and the cylinder made of one piece each; they are not tightly connected such that as a result of the formation of these parts an annular contact point approximately on the end face The diameter of the metal wall is so much larger than that of the porous one Metal body and the metal cylinder that from the cathode body or from the existing supply Activating storage cathode derived from alkaline earth metal compounds,

deren emittierende Oberflächetheir emitting surface

aus einem porösen Metallkörper besteht, und Verfahren zur Herstellungcomposed of a metal porous body, and method of manufacturing

einer Kathodea cathode

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg I₁ Mönckebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg I ₁ Mönckebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Oktober 1956Claimed priority:
V. St. v. America October 24, 1956

Roberto Levi, New York, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenRoberto Levi, New York, NY (V. St. A.),
has been named as the inventor

des Material nicht in den Raum zwischen dem Heizdraht und dem Zylinder eintritt.of the material does not enter the space between the heating wire and the cylinder.

Im allgemeinen wird die Wand in Richtung des Heizdrahtes etwas gewölbt sein, weil der poröse Metallkörper meist eine flache Scheibe ist. Ist er aber in Form einer Kappe ausgestaltet, so kann die Wand auch flach sein. Die Überlappung der Wand in bezug auf den Zylinder und den porösen Metallkörper ist durch die Wanderungsstrecke der aktivierenden Verbindungen und des Wandmaterials bestimmt, das praktisch immer Molybdän sein wird.In general, the wall will be slightly curved in the direction of the heating wire because of the porous Metal body is mostly a flat disc. But if it is designed in the form of a cap, the wall can also be flat. The overlap of the wall with respect to the cylinder and the porous metal body is determined by the migration distance of the activating compounds and the wall material that will practically always be molybdenum.

Die Kathode wird zweckmäßig derart aufgebaut. daß der poröse Metallkörper, die Wand und der Zylinder in einem einzigen Arbeitsgang bei elektrischem Stromdurchgang mittels einer Buckel- oder Stumpf-· schweißung miteinander verschweißt werden.The cathode is expediently constructed in this way. that the metal porous body, the wall and the cylinder in a single operation with electrical current passage by means of a hump or stump weld to be welded together.

Der Metallzylinder braucht nicht wie bei bekannten Konstruktionen nahtlos zu sein, sondern kann eine Stumpfnaht oder eine Überlappnaht aufweisen.The metal cylinder does not need to be seamless as in known constructions, but can be a Have a butt seam or an overlap seam.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example.

Fig. 1 und 2 zeigen zwei verschiedene Schnitte durch die Kathode nach der Erfindung;Figures 1 and 2 show two different sections through the cathode according to the invention;

Fig. 3 zeigt die einzelnen Kathodenteile vor ihrer Verschweißung, undFig. 3 shows the individual cathode parts before they are welded, and

Fig. 4 veranschaulicht die Schweißbearbeitung.Fig. 4 illustrates the welding work.

In der Fig. 1 ist der poröse Wolframkörper mit den darin befindlichen Erdalkalimetallverbindungen mit 10In FIG. 1, the porous tungsten body with the alkaline earth metal compounds located therein is denoted by 10

809 660/252809 660/252

Claims (4)

bezeichnet. Die emittierende Oberfläche ist mit 11, die Seiten- bzw. Unterfläche sind mit 12 und 13 bezeichnet. Der Körper 10 ruht auf einer gewölbten Molybdänwand 16. An dieser ist auf der anderen Seite ein Molybdänzylinder 15 befestigt, dessen Außendurchmesser dem des Körpers 10 entspricht. Der Heizkörper ist mit 20, die Überlappnaht des Zylinders 15 mit 22 (Fig. 2) bezeichnet. Bei der Beheizung der Kathode in der Röhre wird die Kathode an der oberen Seite unter dem Einfluß der freiwerdenden Verbindungen und des etwaigen freien Metalls eine starke Emission aufweisen. Obwohl die Flächen 12 und 13 nicht zur Emission beitragen, wird auch hier aktivierendes Material frei, und dies könnte sich bei einem kleinen Durchmesser der Wand 16 durch Spalten in der Verbindung zwischen 15 und 16 zum Raum unter der Wand 16 bewegen und daselbst Emission zum Heizkörper 20 herbeiführen. Als praktische Werte werden die folgenden Zahlen gegeben: Bei einer auf pyrometrischem Wege gemessenen Kathodentemperatur von 1000° C ist die Wanderungsstrecke von Barium und Bariumoxyd auf Molybdän annähernd 0,4 mm. Der poröse Wolframkörper 10 hat einen Durchmesser von 3,4 mm und eine Stärke von 1 mm. Der Außendurchmesser des Zylinders 15 beträgt ebenfalls 3,4 mm, und seine Wand ist 0,23 mm stark. Die Wand 16 ist 0,012 mm stark; der Krümmungsradius beträgt 62 mm. Der Außendurchmesser der Wand beträgt 3,6 mm. Diese Werte ergeben zusammen einen Weg von annähernd 0,5 mm zwischen dem unteren Rand des Körpers 10 und dem oberen Rand des Zylinders 15; dieser Wert übersteigt etwas die Wanderungslänge und ist ausreichend, um eine Ableitung zum Heizdraht zu verhüten. In Fig. 3 sind die Kathodenteile in einem Abstand voneinander dargestellt mit gestrichelten Schweißelektroden 17. Fig. 4 veranschaulicht die Schweißbearbeitung bei einer Kathode mit einem Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen 31 und mit einem porösen Wolframkörper 30. Die Schweißelektroden sind mit 33 und 35, der Schweißapparat ist mit 34 bezeichnet. Bei der Bemessung einer Kathode nach Fig. 1 entsteht eine gute Schweißung, wenn eine Kondensatorbatterie von 1000 /tF bis zu etwa 700 V aufgeladen und über die Schweißstelle entladen wird, wobei eine Energie von 245 Ws frei wird. Um auf einfache Weise eine schützende Atmosphäre beim Schweißen zu bilden, kann kurz vor dem Schweiß Vorgang auf den porösen Metallkörper ein Tropfen Alkohol gebracht werden. Durch die Ausgestaltung der Wand wird die zur Verfugung stehende Schweißenergie völlig auf die Schweißstelle konzentriert, und es tritt keine unnötige Erhitzung auf. Dies wäre der Fall, wenn der poröse Körper und die Wand vollkommen aneinander anschließen. PAT Il NT A N S !■ K C C H E:designated. The emitting surface is denoted by 11, the side and lower surfaces are denoted by 12 and 13. The body 10 rests on a curved molybdenum wall 16. A molybdenum cylinder 15, the outer diameter of which corresponds to that of the body 10, is fastened to this on the other side. The radiator is designated by 20, the overlap seam of the cylinder 15 by 22 (Fig. 2). When the cathode in the tube is heated, the cathode will have a strong emission on the upper side under the influence of the released compounds and any free metal. Although the surfaces 12 and 13 do not contribute to the emission, activating material is released here too, and with a small diameter of the wall 16 this could move through gaps in the connection between 15 and 16 to the space under the wall 16 and there emission to the radiator Bring about 20. The following figures are given as practical values: At a cathode temperature of 1000 ° C measured by pyrometry, the migration distance from barium and barium oxide to molybdenum is approximately 0.4 mm. The porous tungsten body 10 has a diameter of 3.4 mm and a thickness of 1 mm. The outside diameter of the cylinder 15 is also 3.4 mm and its wall is 0.23 mm thick. The wall 16 is 0.012 mm thick; the radius of curvature is 62 mm. The outside diameter of the wall is 3.6 mm. These values together give a path of approximately 0.5 mm between the lower edge of the body 10 and the upper edge of the cylinder 15; this value slightly exceeds the migration length and is sufficient to prevent a discharge to the heating wire. In Fig. 3, the cathode parts are shown at a distance from one another with dashed welding electrodes 17. Fig. 4 illustrates the welding process in a cathode with a supply of alkaline earth metal compounds 31 and with a porous tungsten body 30. The welding electrodes are 33 and 35, the welding machine is denoted by 34. When dimensioning a cathode according to FIG. 1, a good weld is produced when a capacitor battery of 1000 / tF is charged up to about 700 V and discharged via the welding point, with an energy of 245 Ws being released. In order to easily create a protective atmosphere during welding, a drop of alcohol can be placed on the porous metal body shortly before the welding process. The design of the wall means that the available welding energy is fully concentrated on the welding point and there is no unnecessary heating. This would be the case if the porous body and the wall are completely connected to one another. PAT Il NT A N S! ■ K C C H E: 1. Kathode, deren emittierende Oberfläche durch einen porösen Metallkörper gebildet ist, in dem oder hinter dem ein Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen vorhanden ist und der von einem hohlen Metallzylinder getragen wird, welcher einen Heizkörper enthält, der von dem porösen Metallkörper und gegebenenfalls von dem Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen durch eine sich im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse erstreckende Metallwand getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß poröser Körper, Metallwand und Zylinder aus je einem Stück bestehen und nicht dicht miteinander verbunden sind, derart, daß infolge der Ausbildung dieser Teile eine ringförmige Berührungsstelle etwa an der Stirnseite des Zylinders entsteht, und daß der Durchmesser der Metallwand um soviel größer ist als der des porösen Metallkörpers und des Metallzylinders, daß von dem Kathodenkörper oder von dem vorhandenen Vorrat an Erdalkalimetallverbindungen stammendes aktivierendes Material nicht in den Raum zwischen dem Heizdraht und dem Zylinder eintritt.1. Cathode, the emitting surface of which is formed by a porous metal body in which or behind which there is a supply of alkaline earth metal compounds and that of a hollow one Metal cylinder is carried, which contains a heater by the porous metal body and optionally from the supply of alkaline earth metal compounds through a substantially metal wall extending perpendicular to the cylinder axis is separated, characterized in that, that the porous body, metal wall and cylinder are each made of one piece and not close together are connected in such a way that as a result of the formation of these parts, an annular contact point arises approximately on the end face of the cylinder, and that the diameter of the metal wall is so much larger than that of the porous metal body and the metal cylinder that from the cathode body or from the existing supply activating material derived from alkaline earth metal compounds does not enter the space between enters the heating wire and the cylinder. 2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des unteren Randes des porösen Metallkörpers von dem oberen Rand des Metallzylinders, über die Wand gemessen, die Wanderungslänge des aktivierenden Materials über das Material der Wand übersteigt.2. Cathode according to claim 1, characterized in that the distance of the lower edge of the porous metal body from the top of the metal cylinder, measured across the wall, the Migration length of the activating material over the material of the wall exceeds. 3. Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder eine Stumpfnaht oder Buckelnaht aufweist.3. Cathode according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder has a butt weld or hump seam. 4. Verfahren zur Herstellung einer Kathode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper, die Wand und der Zylinder in einem einzigen Arbeitsgang durch Stromdurchgang miteinander verschweißt werden.4. A method for producing a cathode according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the porous body, the wall and the cylinder in a single operation are welded together by current passage. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 660/252 1&.5&© 809 660/252 1 & .5 &