-
Verfahren zur Alterung gasgefüllter Anzeige-Glimmlampen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Alterung gasgefüllter Anzeige-Glimmlampen mit
einer Mehrzahl von Glimmkathoden, die die Form von durch ein Fenster im Lampenkolben
sichtbares Zeichen haben und deren Zeichenabschnitte durch blanke Leitungen ohne
isolierenden Überzug mit einer Mehrzahl von Anschlußstiften verbunden sind, und
mit einer zwischen den Zeichenabschnitten der Kathoden und deren zugehörigen Leitungen
liegenden Anode.
-
Die nach bekannten Verfahren gealterten Anzeige-Glimmlampen dieser
Art weisen den Nachteil auf, daß sich beim Betrieb der Lampen nicht nur ein Glimmen
an den dafür vorgesehenen Zeichenabschnitten der Kathoden sondern auch ein störendes
und fehlerhaftes Glimmen an den Kathodenzuleitungen und den im Lampeninnern gelegenen
Teilen der Anschlußstifte einstellt, da die genannten Teile gemeinsam mit den Zeichenabschnitten
jeweils eine Elektrode bilden. Diesem Mangel versucht man bei anderen Glimmlampen
dadurch zu begegnen, daß man die Teile, die nicht glimmen sollen, mit Isolierstoff
überzieht. Es ist jedoch aus vielen Gründen erwünscht, blanke, nicht mit Isolierstoff
überzogene Zuleitungen und Anschlußstifte zu verwenden.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere
Behandlung im Alterungsverfahren der Glimmlampen das fehlerhafte Glimmen an den
Kathodenzuleitungen und den Anschlußstiften zu beseitigen.
-
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zunächst für die
Dauer eines ersten Zeitabschnittes alle Kathoden gleichzeitig zum Glimmen gebracht
werden und danach die Kathoden einzeln und nacheinander für -die Dauer eines zweiten
Zeitabschnittes zum Glimmen gebracht werden, so lange, bis kein Glimmen an den Kathodenzuleitungen
und den im Lampeninnern gelegenen Teilen der Anschlußstifte mehr auftritt. Dadurch
wird der Vorteil erzielt, daß allein durch Anwendung der beiden Verfahrensstufen
innerhalb des Alterungsprozesses das fehlerhafte Glimmen aller Teile außer den Zeichenabschnitten
der Kathoden verhindert wird. Ein überziehen der Zuleitungen und Anschlußstifte
mit Isolierstoff ist entbehrlich. Als weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung
hat sich ergeben, daß die Dauer des Alterungsverfahrens der Glimmlampen und damit
die gesamte Fertigungszeit erheblich verringert werden, und zwar gegenüber bekannten
Alterungsverfahren um ungefähr 40 Stunden.
-
Als besonders zweckmäßig hat sich eine Ausführungsform der Erfindung
erwiesen, bei der die Kathoden während des ersten Zeitabschnittes mit einer übernormal
großen Helligkeit und im zweiten Abschnitt mit ihrer normalen Helligkeit zum Glimmen
gebracht werden.
-
Eine vorteilhafte Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann
ferner dadurch erreicht werden, daß die Dauer des ersten Zeitabschnittes angenähert
1 Stunde und die Dauer des zweiten Zeitabschnittes angenähert 24 Stunden beträgt.
-
Für einige Arten von Glimmlampen hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
vor dem ersten Zeitabschnitt die Kathoden als Anoden und die Anode als Kathode zu
betreiben (Umkehrprozeß), bis das Gas im Lampenkolben mit seiner charakteristischen
Farbe glimmt.
-
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische
Ansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gealterten Anzeige-Glimmlampe,
F i g. 2 ein Flußdiagramm mit den Stufen des Alterungsverfahrens nach der Erfindung.
-
Wie die Zeichnung zeigt, weist eine erfindungsgemäß gealterte gasgefüllte
Anzeige-Glimmlampe 10
einen Lampenkolben 12 auf, der von Luft evakuiert
worden und mit einem Gas, wie beispielsweise Neon od. dgl., unter einem geeigneten
Druck zur Aufrechterhaltung des Kathodenglimmens gefüllt worden ist. Der Gasdruck
möge ungefähr 60 Hgmm betragen. Der Kolben 12 umschließt eine Grundplatte
14, durch die metallene Anschlußstifte 16 ragen, die die elektrische
Verbindung
zu den äußeren Schaltungselementen herstellen. Zwei einander diametral gegenüberliegende
Stifte 16' sind dazu vorgesehen, die verschiedenen Elektroden aufzunehmen und zu
tragen, und mit einem geeigneten isolierenden Überzug versehen (nicht dargestellt).
Der Kolben 12 besitzt außerdem ein durchsichtiges Fenster 20, durch das glimmende
Glimmkathoden beobachtet werden können. Eine zugeschmolzene Absaugöffnung (nicht
dargestellt) ist in der Grundplatte 14 vorgesehen.
-
Die Glimmkathoden 22 der Lampe 10 können im wesentlichen jede gewünschte
Form erhalten, sie können z. B. als Ziffern, Buchstaben od. dgl. ausgebildet werden,
ihre Anzahl kann je nach Aufbau und Zweck der Lampe gewählt werden. Solche Kathoden
sind relativ zerbrechlich und besitzen kleine Oberflächen. In einer Form der Lampe,
in der die Glimmkathoden als Ziffern ausgebildet sind, sind zehn solcher Elemente
angebracht, die Ziffern »0« bis »9«. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind in F i
g. 1 weniger als zehn Kathoden dargestellt. Die Glimmkathoden 22 sind aus einem
geeigneten Metall hergestellt, z. B. aus nichtrostendem Stahl, Aluminium, Nichrome,
Molybdän od. dgl., und können auf eine geeignete Weise gefertigt sein, beispielsweise
durch Atzen, Stanzen od. dgl. Die vorliegende Erfindung erlaubt die Verwendung von
Glimmkathoden 22 mit einbezogenen gelochten Streifen 23, mit deren Hilfe sie auf
den verlängerten Stiften 16' montiert sind und von diesen getragen werden. Die Glimmkathoden
22 sind auf den Stiften 16' übereinandergeschichtet derart angeordnet, daß ihre
Oberflächen parallel zueinander und senkrecht zur vertikalen Achse der Lampe dem
Betrachtungsfenster 20 des Kolbens 12 gegenüberliegen. Zwischen den
Glimmkathoden 22 sind isolierende Abstandsstücke 24 auf den Stiften 16' angeordnet,
wobei die Abstandsstücke breiter als die gelochten Streifen 23 sind und genügend
Oberfläche besitzen, um die Streifen 23 zu bedecken und voneinander zu isolieren
und so deren Glimmen zu verhindern. Die übereinandergeschichteten Glimmkathoden
sind auf den Stiften mittels Glimmerringen 26 od. dgl. festgelegt.
-
Jede Glimmkathode ist mit einem feinen Zuleitungsdraht 28 versehen,
der in den gelochten Streifen 23 einbezogen sein kann oder in geeigneter Weise an
ihm befestigt ist. Jede Kathodenzuleitung 28 ist an ihrem freien Ende mit
einem der Anschlußstifte 16 innerhalb des Lampenkolbens 12 durch Schweißen oder
auf andere Art verbunden. Die Zuleitungsdrähte 28 können aus demselben Material
wie die Ziffern bestehen oder aus einem anderen geeigneten Material. Die Erfindung
erlaubt die Verwendung von blankem, nicht isoliertem Draht für die Zuleitungen
28.
-
Die Glimmlampe 10 weist eine Anode in Form eines Bechers 30
mit einer Bodenfläche 32 und einer rohrförmigen Seitenwand 34 auf. Ein Paar von
einander diametral gegenüberliegenden Längsschlitzen 36 und 38 ist in der Seitenwand
der Anode neben den und in Richtung der Trägerstifte 16' vorgesehen. Die Bodenfläche
der Anode 30 ruht auf den Anschlußstiften 16 und ist von diesen durch eine Isolierscheibe
40 aus Glimmer od. dgl. isoliert. Die Becheranode ist außerdem mit einem
der Anschlußstifte 16 elektrisch verbunden durch eine Leitung 42, die durch
eine Öffnung 44 in der Bodenfläche 32 geführt ist.
-
Die Kathodenzuleitungen 28 sind von den Glimmkathoden durch die Schlitze
36 und 38 zu den Anschlußstiften 16 geführt. Die übereinandergeschichteten Kathoden
befinden sich daher im Innern der Anode. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß
die Kathoden und ihre Befestigungsstreifen und Zuleitungen so angeordnet sind, daß
die Zuleitungen 28 von einander benachbarten Kathoden durch entgegengesetzte Schlitze
zu den dazugehörigen Anschlußstiften geführt werden. Auf diese Weise ist der Zuleitungsdraht
der ersten Kathode an der Seite der Kathode angebracht, die neben dem Schlitz
36 liegt, so daß der Zuleitungsdraht durch den Schlitz 36 zu seinem Anschlußstift
16 führt. Die Zuleitung 28 der nächsten Kathode ist dagegen an dem
Teil der Kathode angebracht, der neben dem Schlitz 38 liegt, führt also durch den
Schlitz 38 zu ihrem Anschlußstift usw. für alle Kathoden.
-
Außerdem ist es für alle Zuleitungsdrähte, die durch den Schlitz 36
geführt sind, vorteilhaft, die Zuleitungsdrähte abwechselnd nach rechts und nach
links vom Schlitz an die zugehörigen Anschlußstifte zu führen. Auf diese Weise möge
beispielsweise der Zuleitungsdraht der ersten Kathode rechts vom Schlitz verlaufen,
der nächste links vom Schlitz usw. für alle entsprechenden Kathoden.
-
Die Anode 30 wirkt als Abschirmung zwischen dem Zeichenabschnitt
jeder Kathode 22 und deren Zuleitungsdraht 28 und Anschlußstift 16. Mit Hilfe dieser
Anordnung unterstützt die Becheranode die Verhinderung des Glimmens der Anschlußstifte
und Zuleitungen beim Glimmen der Kathoden.
-
Eine Schirmelektrode 46 ist auf den Stiften 16'
über
den übereinandergeschichteten Glimmkathoden montiert. Die Schirmelektrode
46 ist von der benachbarten Kathode 22 mit Hilfe zweier Abstandsstücke
24 isoliert. Die Schirmelektrode möge mit der Anode 30 durch metallene Streifen
48 verbunden sein und auf -diese Weise als Teil der Anode der Lampe
10 wirken. Außerdem dient die Schirmelektrode zum Auffangen des von den Kathoden
zerstäubten Metalls und verhindert so, daß sich das Metall auf dem Fenster 20 niederschlägt
und trübt.
-
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Glimmlampe 10 in folgender
Weise behandelt, wie das Flußdiagramm F i g. 2 zeigt. Zunächst werden die Glimmkathoden
22, die Schirmelektrode 46 und die Anode 30 auf der Grundplatte 14 der Lampe montiert
und Grundplatte und Lampenkolben 12 miteinander verschmolzen. Danach wird der Kolben
mit seinem Inhalt entsprechend den üblichen Techniken ausgeheizt und evakuiert und
mit einem geeigneten Gas, beispielsweise Neon, unter einem geeigneten Druck gefüllt,
z. B. einem Druck von ungefähr 50 bis ungefähr 100 Hgmm. Darauf wird die Glimmlampe
gealtert. Die Alterung von gasgefüllten Glimmlampen besteht im wesentlichen darin,
die Lampenelektroden unter ziemlich drastischen elektrischen Bedingungen für eine
vergleichsweise kurze Zeit zu betreiben. Die besonderen Bedingungen, die im Alterungsprozeß
angewendet werden, hängen von mehreren Faktoren ab, z. B. von Lampenabmessungen,
Gasdruck, Elektrodenabmessungen und von den verwendeten Materialien. Das im folgenden
beschriebene Alterungsverfahren gemäß der Erfindung wurde bei einer Glimmlampe mit
einer Höhe und einem Durchmesser von ungefähr 1 Zoll, einem Gasdruck von ungefähr
70 Hgmm und mit Glimmkathoden aus nichtrostendem Stahl mit einer Breite von ungefähr
0,015 Zoll und einer Länge von ungefähr 0,75 Zoll
vorgenommen. In
dem Alterungsverfahren werden zuerst alle Glimmkathoden zu gleicher Zeit ungefähr
eine Stunde lang mit einer übernormal starken Helligkeit zum Glimmen gebracht. Erreicht
wird dies durch Anlegen einer Spannung von ungefähr 300 V zwischen den Glimmkathoden
und der Anode bei einem Gesamtstrom von ungefähr 30 bis 40 mA. Auf diese Weise fließen
etwa 3 bis 4 mA über eine Glimmkathode. Zu Beginn dieser Maßnahme können einige
der Anschlußstifte 16 und der Kathodenzuleitungen 28 fälschlich glimmen. Jedoch
sind am Ende dieser Maßnahme schon einige der unerwünschten Glimmerscheinungen verschwunden.
-
Danach wird jede der Glimmkathoden einzeln mit einer übernormal starken
Helligkeit zum Glimmen gebracht, und zwar ungefähr 24 Stunden lang mit einer angelegten
Spannung von angenähert 300 V und einem Strom durch jede Kathode von ungefähr 4
mA. Die Kathoden werden aufeinanderfolgend eingeschaltet, und jede Kathode glimmt
während dieser Verfahrensstufe jeweils für einen Bruchteil einer Sekunde. Nachdem
diese Maßnahme durchgeführt worden ist, sind Kathoden und Gas zufriedenstellend
gealtert und die Glimmlampe selbst bereit zur Inbetriebnahme.
-
Unter manchen Umständen, z. B. bei der Herstellung von Glimmlampen
anderer Größe oder Lampen mit Glimmkathoden aus Molybdän oder einem anderen Metall,
kann das erfindungsgemäße Verfahren in folgender Weise abgewandelt werden. Nachdem
die Glimmlampe montiert worden ist und das Verfahren bis zum Beginn des Alterungsverfahrens
fortgeschritten ist, wird dieses Alterungsverfahren mit einer Stufe eingeleitet,
die als Umkehrprozeß bezeichnet wird. Während dieser Verfahrensstufe wird die Becheranode
als Kathode betrieben, die Kathoden gemeinsam als Anode. Die elektrischen Parameter
für diese Verfahrensstufe sind eine angelegte Spannung von ungefähr 300 V und ein
Gesamtstrom von ungefähr 10 mA. Die Dauer dieser Verfahrensstufe beträgt ungefähr
10 Minuten, während deren die als Kathode betriebene Becheranode hell glimmt. Auftretende
Verunreinigungen werden dem Gas entzogen und durch die relativ große Oberfläche
der Becheranode aufgefangen. Wenn diese Verfahrensstufe beendet ist, glimmt das
Gas in seiner normalen charakteristischen Farbe, eine Tatsache, die als Anzeige
dafür benutzt wird, daß der Umkehrprozeß beendet werden kann.
-
Nach Beendigung des Umkehrprozesses folgt das bereits beschriebene
Alterungsverfahren. Falls das Gas während des Alterungsverfahrens mit einer Farbe
zu glimmen scheint, die nicht normalen charakteristischen Farben entspricht, so
kann der beschriebene Umkehrprozeß erneut angewandt werden, um die charakteristische
Gasfärbung wieder herbeizuführen. Es können auch andere Gase, wie beispielsweise
Argon, Krypton od. dgl., verwendet oder der Gasdruck variiert werden. Ebenso können
die Zeiten, während deren die Kathoden betrieben werden, und die bei der Alterung
angewendeten Stromstärken und .Spannungen in Abhängigkeit von den Kathoden-Materialien,
den Lampenabmessungen od. dgl. verändert werden.