DE1132256B

DE1132256B - Kathode fuer elektrische Entladungsgefaesse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1132256B
Application number: DES77313A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Bibracher
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-12-27
Filing date: 1961-12-27
Publication date: 1962-06-28

Description

Kathode für elektrische Entladungsgefäße und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine Kathode für elektrische Entladungsgefäße, bei deren Betrieb Enüssionssubstanzen aus einem Emissionsstoffvorrat durch feine öffnungcn eines diesen bedeckenden porösen Mantels aus insbesondere porös gesintertern hodhsehmelzendem Metall gelangt und bei der der Kathodenkörper aus einem äußeren beiderseits offenen Zylinder besteht, in dessen unterem Ende der Heizer untergebracht, insbesondere eingekittet ist und in dessen oberem Ende ein als Vorratsbehälter dienender, mit einem Boden versehener, gezogener innerer Zylinder bis auf einen überstehenden Rand (Ende) eingepreßt ist und an dessen überstehenden, mit dem porösen Mantel zu verschließenden Ende des Vorratsbehälters ein zur Halterung des Strahlungsschutzmantels dienender äußerer Metallring angebracht ist, der sowohl mit dem äußeren Zylinder als auch mit dem Vorratsbehälter mechanisch verbunden ist.
Es ist bereits eine derartige Kathode bekannt, bei der der innere als Vorratsbehälter dienende Zylinder auf einer in den äußeren Zylinder nach innen goedrückten Kreisringsicke aufliegt, damit von dieser Sicke der beim Aufschweißen des porösen Mantels und des für den Strahlungsschutzmantels dienenden Metallrings ausgeübte Druck aufgenommen wird. Der Metallring ist aus duktilem Material, z. B. Molybdän, gedreht und mit den beiden Zylindern an ihren Enden verschweißt.
Eine derartige Konstruktion ist im Hinblick auf eine Massenftrtigung relativ umständlich und kostspielig.
Die der Erfindung zu-runde liegende Aufgabe be- steht deshalb darin, durch technologische Maßnahmen das Herstellungsverfahren im Hinblick auf eine Massenfertigung zu vereinfachen.
Erreicht wird dies bei einer imerstien Absatz beschriebenen Kathode nach der Erfindung dadurch, daß der Metallring aus einem aufgesinterten Sinterring besteht. In Weiterbildung der Erfindung ist der Ring durch Aufpressen und -sintern von Metallpulver auf das überstehende Ende des Vorratsbehälters und die Stirnfläche des, zurückstehenden äußeren Zylinders zu einer mechanischen Einheit mit diesen Zylindern zusammen verbunden.
Einzelheiten einer weiteren, Ausgestahung der Erfindung sollen an Hand der rein schematisch gehaltenen Figuren näher erläutert werden. In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die beschriebene Kathode und in Fig. 2 ein Längssch#nitt vom Herstellungswerkzeug gezeigt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorratskathode ist mit 1 der aus Molybdän bestehende, topfartig: gezogene Vorratsbehälter bezeichnet, dessen zum Heizer hin gewölbter Boden auch aus wännetechnischen Gründen stärker als die übrige Zylinderwandlung dimensioniert ist. Der Vorratsbehälter ist in einem ebenfalls gezogenen, beiderseits offenen äußeren Molybdänzylinder2 eingepreßt. Verschlossen ist der Vorratsbehälter an seinem ursprünglich offenen Ende durch eine als Emissionsstoffträger dienende, porös gesinterte Wolframscheibe 3, während im Inneren der Vorrat 4 eine z. B. Barium abgebende Vorratssubstanz untergebracht und von einer dünnen Watteschicht 5 aus dünnen Wolframdrähten bedeckt ist, die eine Verunrelnigung des porösen Ernissionsstoffträgers verhindert. Der über den Vorratsbehälter am Bodenende hinwegragende Zylinder 2 dient der Unterbringung des Heizers 6, der darin vorzugsweise durch Einkitten befestigt ist. Am oberen gemeinsamen offenen Ende, wo der innere Zylinder 1 (Vorratsbehälter) über den äußeren Zylinder 2 hinwegragt, ist ein Metalhing 7 vorgesehen, an dem der Strahlungs,schutzmantel 8 befestigt ist. Der Metallring 7 ist derart aus Sintermaterial hergestellt, daß das betreffende Pulver, insbesondere aus Molybdän, auf den äußeren Rand des Vorratsbehälters 1 und die kreisringförmige Stirnseite des äußeren Zylinders 2 aufgepreßt und aufgesintert wird, so daß eine mechanische Einheit zwischen den beiden Zylindern und dem Metallring besteht.
Die Herstellung erfolgt gemäß Fig. 2 derart, daß in eine Matrize 11 von unten her ein mit dem Vorratsbchälter 1 versühener Stempel 12 (Unterstempel) einrt wird. Auf diesen wird von oben her das nicht -efüh besonders dargestellte Metallpulver aufgeschüttet und mit einem unterteilten Oberstempel 14, 15 zum Metallring7 zusammengepreßt, während das überschüssige Metallpulver 13 entfernt wird. Der obere Stempel besteht aus einem abgesetzten inneren Stempel 14, der von einem Hohlstempel 15 umgeben ist, in dem der Zylinder 2 angeordnet ist. Beim Pressen mit dem Oberst-empel wird der Zylinder 2 dadurch, daß er gleichzeitig zum Pressen mitverwendet wird, gegen das Pulver bzw. den sich bildenden Pulverpreßling 7 gedrückt, und gleichzeitigv#ird das Metallpulver gegen den Vorratsbehälterrand bei einem Preßdruck von z. B. 12 t/cm2 gedrückt. Nach erfolgtem Preßvorgang wird der Metallring-Preßling mit den beiden Zylindem zusammen ausgestoßen und der Preßling durch eine zum Sintern ausreichend-- Warrnbehandlung an beiden Zylindern festgesintert.
Der wesentliche Vorteil dieser Herstellungsmaßnahme besteht darin, daß eine wirklich sichere niechanische Verbindung zwischen den beiden Zylindern, dem Metallring und zuletzt mit dem porösen Mantel (Scheibe) hergestellt wird, die eine gleichmäßige Wärmeleitung zur porösen Scheibe und damit eine gleichmäßige, wenig streuende Scheibentemperatur gewährleistet. Eine solche, Gleichrnäßigkeit der Wärmeleitung ist sonst nur mit gedrehten Teilen, zu erreichen, bei denen aber für beide Zylinder und den Metallring von Stangenmaterial ausgegangen werden muß, das aber erfahrungsgemäß häufig sich in seiner Längsrichtung erstreckende Poren hat und damit zu einer gestörten Emission und Isolationsfehlem zwischen Kathode und Heizer führen kann. Durch die beschriebene Maßnahme können statt dessen mit Erfolg sehr viel günstiger herzustellende Ziehtelle verwendet werden, die außerdem den weiteren Vorteil besitzen, daß sie auf Grund ihrer Ziehstraktur zuverlässig dicht sind. Der Metallring kann außerdem bei bei den anschließend durchzuführenden Operationen die auszuübenden Drucke aufnehmen, so daß eine in dem äußeren Zylinder eeingedrückte, Sick--, wie sie bei bisherigen Kathoden angebracht wurde, überflüssig ist. Im Hinblick darauf, daß das erforderliche Werkzeug relativ einfach ist, stellt die Maßnahme eine erhebliche Vereinfachung des Herstellungsverfahrens und damit eine Herabsetzung der Herstellungskosten dar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-. 1. Kathode für elektrische Entladungsgefäße, bei deren Betrieb Einissionssubstanzen. aus einem Einissionsstoffvorrat durch feine Öffnungen eines diesen bedeckenden porösen Mantels aus insbesondere porös gesintertem hochschmelzendem Metall gelangt und bei der der Kathodenkörper aus einem äußeren, beiderseits offenen Zylinder besteht, in dessen unterem Ende der Heizer untergebracht ist und in dessen oberem Ende ein als Vorratsbehälter dienender, mit einem Boden verschener, gezogener innerer Zylinder bis auf einen überstehenden Rand (Ende) eingepreßt ist und an dessen mit dem porösen Mantel zu schließenden Ende des Vorratsbehälters ein zur Halterung des Strahlungsschutzmantels dienender äußerer Metallring angebracht ist, der sowohl mit dem äußeren Zylinder als auch mit dem Vorratsbehälter mechanisch verbunden ist, dadurch gekenmeichnet, daß dieser MetaHring (7) aus einem aufgesinterten Sinterring besteht.
2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (7) durch Aufpressen und -sintem von Metallpulver auf das überstehende Ende des inneren Zylinders (1) und die Stimfläche des zurückstehenden Zylinders (2) zu einer mechanischen Einheit mit diesen beiden Zylindem zusammen verbunden ist. 3. Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (7) und die beiden Zylinder (1, 2) aus Molybdän oder aus einem anderen hochschmelzenden Metall mit ähnlichen Eigenschaften bestehen. 4. Verfahren zur Herstellung einer Kathode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in eine dem äußeren Durchmesser des Metallringes entsprechende Matrize, z. B. von unten her ein mit dem Vorratsbehälter (1) versehener Stempel (12) (Oberstempel) eingeführt wird, auf den dann das Metallpulver aufgeschättet wird und daß dann von z. B. oben her ein bereits mit dem äußeren Zylinder (2) versehener zweiteiliger Gegenstempel (14, 15) eingepreßt und anschließend mit diesem Stempel der Ring-Preßling (7) mit den mit ihm durch den Preßvorgang zusammenhängenden Zylindern. (1, 2) zusammen ausgestoßen wird und diese dann zusammen einer zum Sintern ausreichenden Warmbehandlung unter Schutzgas unterworfen werden.