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EP 0 082 965 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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18.03.1987 Patentblatt 1987/12 |
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Anmeldetag: 29.11.1982 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)4: H01J 9/04 |
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Verfahren zum Formieren von Glühkathoden
Method of forming thermionic cathodes
Méthode de formation de cathodes thermioniques
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT NL |
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Priorität: |
24.12.1981 DE 3151347
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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06.07.1983 Patentblatt 1983/27 |
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Anmelder: |
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- International Standard Electric
Corporation
New York
New York 10022 (US)
FR GB IT NL
- Alcatel SEL Aktiengesellschaft
D-70435 Stuttgart (DE)
DE
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Erfinder: |
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- Weiss, Eberhard
D-7000 Stuttgart 1 (DE)
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(74) |
Vertreter: Pohl, Herbert, Dipl.-Ing. et al |
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Alcatel Alsthom,
Intellectual Property Department,
P.O. Box 30 09 29 70449 Stuttgart 70449 Stuttgart (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Formieren von mit Emissionsmasse
bedeckten Schnellheizkathoden, nach welchem zum Erzielen eines möglichst großen Temperaturunterschieds
zwischen Kathodenhülse und aufgetragener Emissionsmasse die Hülse möglichst rasch
auf etwa 1200° C aufgeheizt wird, dann der Heizstrom unterbrochen und das Ein- und
Ausschalten des Heizstromes mehrmals wiederholt wird.
[0002] Ein solches Formierverfahren für die Kathoden indirekt geheizter Verstärkerröhren
ist Gegenstand der DE-PS 1 205 628. Hier wird der Heizstrom etwa hundert- bis ein
paar hundertmal eingeschaltet und unterbrochen, wobei an die übrigen Elektroden der
Röhre keine Betriebsspannung angelegt wird. Die indirekt geheizten Kathoden der Verstärkerröhren
bestanden aus einer Kathodenhülse aus sogenanntem Kathodennickel, in die die mit einer
Isolierschicht bedeckte Heizwendel eingeschoben und auf deren äußeren Oberfläche die
Emissionsmasse aufgetragen war. Die Kathodenhülse wurde an ihren beiden Enden in Löchern
von Glimmerscheiben gehalten. Die Löcher waren dabei so eng, daß die Kathodenhülse
nach dem Eindrücken Preßsitz aufwies. Durch das wechselnde Aufheizen und Abschalten
wurde einmal ein spielfreier Paßsitz für die normale Betriebstemperatur und damit
geringere Wärmeableitung gegenüber dem Preßsitz und so eine gleichmäßigere Temperaturverteilung
über die ganze Kathodenlänge und ferner eine Anreicherung von freiem Barium in der
Emissionsmasse erreicht. An diesen Vorgang schloß sich dann das sogenannte Einbrennen
bei etwa normaler Betriebstemperatur der Kathode und angelegten Elektrodenspannungen,
also bei Strombelastung an.
[0003] Das in der DE-PS 1 205 628 beschriebene Formierverfahren läßt sich bei Strombelastung
nicht anwenden, da bei einem Abkühlen der Hülse auf 300°C nicht nur ein Sättigungseffekt
der Elektrodenströme sondern sogar eine inselförmige ungleichmäßige Emission der Emissionsfläche
auftreten würde, die zu einer Schädigung der Emissionsschicht führt.
[0004] Die vorliegende Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, für das Formieren der Schnellheizkathoden
von Fernsehbildröhren ein Verfahren anzugeben, nach dem diese Kathoden bei alternierendem
An- und Abschalten des Heizstromes unter Belastung in einem Arbeitsgange formiert
werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die Elektroden
des Strahlerzeugungssystems die normalen Betriebsspannungen angelegt werden, daß dabei
Heizspannung sowie Ein- und Ausschaltzeit des Heizstromes so gewählt werden, daß über
die Schaltperioden gemittelt während des Formiervorganges die normale Betriebs-Heiz-und
Verlustleistung eingehalten wird und daß dabei beim Absinken der Temperatur der Emissionsmasse
während der Schaltpausen keine Sättigung der Elektrodenströme auftritt.
[0005] Die Erfindung soll nun eingehend beschrieben werden. Beim Formieren der Kathoden
von Fernsehbildröhren nach den bisherigen Verfahren ließ es sich nicht vermeiden,
daß aus der auf die die Kathodenhülse einseitig verschliessende Kathodenkappe aufgetragene
Emissionsmasse in stärkerem Maße Barium verdampft und sich auf dem benachbarten Wehneltzylinder
als Bariumoxyd niederschlägt. Wird nun der aus Chrom-Nickel-Eisen bestehende Wehneltzylinder
zu stark erwärmt, so diffundieren in diesem Material in hinreichenden Spuren vorhandene
Aktivierungsstoffe wie Si, Mn, C, AI in die aufgedampfte Bariumschicht und aktivieren
diese und erzeugen hier eine sehr zählebige Emissionsschicht, die das sogenannte Nachleuchten
verursacht. Es ist deshalb wünschenswert bei Temperaturen zu arbeiten, bei denen eine
solche Bariumverdampfung zwar nicht vermieden, aber doch sehr stark reduziert wird.
Wenn dann die Temperatur des Wehneltzylinders entsprechend niedrig gehalten wird,
wird der verringerte Bariumoxydniederschlag auf dem Wehneltzylinder nicht mehr aktiviert.
Mit anderen Worten, es soll beim Aktivierungsvorgang so gearbeitet werden, daß zwar
in der auf die Kathodenkappe aufgetragenen Emissionsschicht das Bariumoxyd durch Eindiffundieren
von Aktivierungsstoffen aus dem Kappenmaterial aktiviert wird, dabei aber möglichst
wenig Barium verdampft und auf dem Wehneltzylinder niedergeschlagen und dort aktiviert
wird. Erreicht wird dieses dadurch, daß im Mittel der Aktivierungsvorgang bei der
normalen Betriebstemperatur der Röhre abläuft. Ein- und Ausschaltzeiten des Heizstromes
werden so gewählt, daß im Mittel die normale Heizleistung verbraucht wird. Da für
Fernsehbildröhren nur noch sogenannte Schnellheizkathoden eingesetzt werden, also
Kathoden mit durch verringerte Wärmekapazität verkürter Anheizzeit, und diese Entwicklung
noch in stetigem Fluß ist, lassen sich allgemeingültige Zeitangaben über Anschalt-
und Unterbrechungszeit nicht machen. Es müssen für jede Kathodenkonstruktion die einzelnen
Werte ermittelt werden. Hierbei geht man zweckmäßigerweise von der Zeit aus, innerhalb
derer sich der Kappenboden von etwa 1200-'C auf 500 - 400° C abkühlt. Diese Temperatur
ist ausreichend, um ein Vermeiden der Sättigung sicherzustellen. Diese Zeit bestimmt
dann Heizspannung und Anschaltzeit, wobei während der Anschaltzeit der Kappenboden
von 500-400" C auf etwa 1200° C aufgeheizt werden muß. Während die Abkühlzeit durch
die Wärmekapazität der Kathode und die Wärmeableitung des Systems konstruktiv gegeben
ist, läßt sich die Anschaltzeit durch Wahl der Höhe der Heizspannung innerhalb der
Belastungsgrenzen des Heizfadens beeinflussen. Man wird sich dabei bemühen, innerhalb
der aufgezeigten Grenzen die Periode des An- und Abschaltens des Heizstromes so kurz
wie möglich zu halten, um zu möglichst kurzen Formierzeiten zu kommen. Es sei nochmals
darauf hingewiesen, daß an den übrigen Elektroden des Strahlerzeugungssystems während
der ganzen Formierzeit die normalen Betriebsspannungen anliegen.
[0006] Das beschriebene erfindungsgemäße Formierverfahren vermeidet das durch einen aktivierten
Bariumoxydniederschlag auf dem Wehneltzylinder verursachte Nachleuchten und ermöglicht
aber auch gleichzeitig ein Verkürzen des Formiervorganges.
Verfahren zum Formieren von mit Emissionsmasse bedeckten Schnellheizkathoden, nach
welchem zum Erzielen eines möglichst großen Temperaturunterschieds zwischen Kathodenhülse
und aufgetragener Emissionsmasse die Hülse möglichst rasch auf etwa 1200° C aufgeheizt
wird, dann der Heizstrom unterbrochen und das Ein- und Ausschalten des Heizstromes
mehrmals wiederholt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß für das Formieren der Schnellheizkathoden von Fernsehbildröhren an die Elektroden
des Strahlerzeugungssystems die normalen Betriebsspannungen angelegt werden, daß dabei
Heizspannung sowie Ein- und Ausschaltzeit des Heizstromes so gewählt werden, daß über
die Schaltperioden gemittelt während des Formiervorganges die normale Betriebs-Heiz-und
Verlustleistung eingehalten wird und daß dabei beim Absinken der Temperatur der Emissionsmasse
während der Schaltpausen keine Sättigung der Elektrodenströme auftritt.
Method of forming instant-heat cathodes coated with an emitting material, whereby
the cathode sleeve is heated to about 1,200° C as rapidly as possible and then the
heater current is interrupted and switched on and off several times in order to achieve
the greatest possible temperature difference between the sleeve and the deposited
emitting material, characterized in
that, in order to form the instant-beat cathodes for television picture tubes, the
normal operating voltages are applied to the electrodes of the electron-gun system,
that the heater voltage and the "on" and "off" periods of the heater current are so
chosen that, averaged over the "on" and "off" periods, the normal heating power and
the normal power dissipation are maintained during the formation process, and that,
when the temperature of the emitting material decreases during the "off" periods,
no saturation of the electrode currents occurs.
Procédé de formation de cathodes à chauffage rapide recouvertes d'un matériau émissif
selon lequel, pour obtenir une différence de température aussi importante que possible
entre la douille de cathode et le matériau émissif déposé, la douille de cathode est
chauffée aussi vite que possible jusqu'à environ 1200°C, puis le courant de chauffage
s'interrompt, puis se rétablit et se coupe plusieurs fois de façon répétée, caractérisé
en ce que, pour la formation de cathodes à chauffage rapide de tubes image de télévision,
les tensions de fonctionnement normales sont appliquées aux électrodes du système
de canon électronique, en ce que la tension de chauffage, de même que les durées d'établissement
et de coupure du courant de chauffage, sont choisies de sorte que, en moyenne, durant
les périodes de commutation au cours du processus de formation, les puissances de
chauffage et de dissipation soient maintenues et en ce que, lorsque la température
du matériau émissif diminue, durant les périodes de coupure, aucune saturation des
courants des électrodes ne se produit.