DE1539443A1 - Zeichenanzeigende Kathodenglimmlichtroehre - Google Patents

Description

1530443

JÄPAF RADIO CO, HED*.; ■ ^ -· ," N^:!>. 930, KajijiK^njatoi,, Mitaka-SHi, Tokyo-. ".; -v- Japan

Hannover, den 17. Februar Γ966 .Dzr.-he

Zeichenahzelgende Kathadenglimml.ichtrötire

Die Erfindung betrifft eine gasgefullte Kaltkathodenentladungs- . röhre sowiis- Verfahren zu ihrer Herstellung. Eine gasgefüllte Kal'ikathödenentiadüngsröhre, mit" der sich die Erfindung befasst-, besteht aus einer oder mehreren Anoden einer oder einer Mehrzahl von Kathoden in der Form von Zahlen, Buchstaben oder sonstigen Zeichen und einem Entladungsgefäss, welches mit einem eine Glimmentladung aufrechterhaltenden Gas gefüllt ist. .

Diese Art von Entladungsröhren'ist üblicherweise so konstruiert, wie in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt; es bedeuten Fig. 1 a eine teilweise aufgeschnittene Frontansicht einer üblichen Anzeigeröhre, Fig. 1 b eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht und Fig. 1 c eine vergrösserte Darstellung eines Teiles einer solchen Entladungsröhre.

In den Figuren 1 a, 1 b und Ic stellt 1 eine Kathode in der Form einer Zahl, eines Buchstabens oder eines sonstigen Zeichens dar. Um das Verständnis dieser Figuren zu erleichtern, ist in Fig. 1 a

909843/1429

"■* £- ■■·

BAD ORIGINAL

lediglich die Zahl 2 als ein Beispiel angegebenj in Pig. Ib 1st die? zueinander parallele- Anordnung' einer Mehrzahl von Kathoden verschiedener Form?' in ihrer gegenseitigen Lage wiedergegeben. Die mit 2 b@;zeiichnekee Anode kann als Masche ngl ti; er^! ausgebildet: sein,

■" ■ -; ^; ■■■-■■- ■..'■■-■ ■-.-;■ -. - .,'. ;-. nichts " ^:·.: -■:■'< -'--^.^-.^ das· eine: hohe¹ Transparenz^ aufweisen muss, um/die gpte^: Anzeige zu · stören» Sie kann aber aush eine einf&che Form, beispielsweise: die Form eines el5pptlsehsnRlnges>: aufweisen»

Die mit 3 bezeichneten Isolatoren sind als Ringscheiben ausgebildet und dienen dazu.^ um diese Elektroden zu tragen und gleiehzeitig zwischen den^ einzelnen ElektrOden einen vorgegebenen Abstand einzuhalten. Hinter derrr Elektrodensystem ist ein Schirm 4 angeordnet, der das aus sere^Li cht abschirTnt (dieser Schirm kann nötigenfalls als Anode benutzt werden). Es sind weiterhin Glimmerscheiben. 5 für die Halterung und die Isolation des Elektrödensystems vorgesehen. In dem unteren Teil der Röhre sind zwei solcher Scheiben mit Hilfe von Lappen 9 aneinander befestigt, welche das Elektrodensystem mit dem Röhrenfuss verbinden. Mit 6 ist ein Glasfuss bezeichnet, 7 stellt den Glaskolben dar, während mit 8 Leitungen bezeichnet sind, welche die Kathoden mit den Zuführungsdrähten 12 - die ihrerseits in dem Röhrenfuss gehalten sind - verbinden. Mit Hilfe der Endr scheibe 10 wird das eine Ende der parallel geschichteten Elektroden 1, 2 und. Isolator 3 gehalten. Bei der Herstellung einer solchen Anzeigeröhre sind auf dem Schirm k zwei Träger angeordnet, nämlich das innere Isolatorrohr 13 sowie dann die Isolatoren 3> welche abwechselnd mit den Elektroden aufgesetzt werden - die Anode wird in einer vorgegebenen Position ebenfalls eingesetzt - und schliesslich wird das Ende dieser Anordnung mit Hilfe der Scheibe 10

90Ö843/USfJ- ■

-■"■'■ ._■"*■_

BADORIGiNAt" '■*■.■■-"·

befestigt. Dann werden die obere und untere Glimmerscheibe mit Hilfe von Lappen an dem Schirm 4 befestigt» Die elektrischen Leiter 8 des unteren Teiles der Elektroden 1 sind in Richtung der Zuführungsdrähte umgebogen und das Elektrodensystem ist dann auf dem Röhrenfuss mit Hilfe der Lappen 9 befestigt. Anschliessend werden die Leiter 8 mit den Zuführungsleitern 12 verschweisst und, wenn erforderlich, werden die überstehenden Enden der Leiter 8 abgeschnitten. Der Zuführungsdraht, der zu dem zur Anode gehörenden Leiter führt, ist mit einem Isoliermaterial überzogen, das aus Aluminiumoxyd und Viasserglas besteht oder dieser Leiter ist mit einem Isolator überzogen, um das Anodenfeld abzuschirmen. Nachdem das Elektrodensystem auf diese Weise hergestellt ist, wird es in den Kolben 7 eingebracht und anschliessend wird diese Röhre evakuiert.

Als Füllgas wird in erster Linie Neon wegen seiner Transparenz und Helligkeit benutzt. Hierzu wird Argon mit einem Prozentsatz von0,5 bis 1 % beigemischt, um auf diese Weise die Zündspannung zu erniedrigen. Bei früheren Anzeigeröhren wurde noch Quecksilber (etwa 1 mg) eingefüllt, um die Schwärzung der Kolbenwand und die Verdampfung der Elektroden infolge der Kathodenzerstäubung zu verhindern. Die Ungenaulgkeit der Anzeige durch Schwärzung der Kolbenwand, die gleichzeitige Anzeige der nächsten Elektrode dank der schlechten Isolation durch den Niederschlag des Kathodenzerstäubungsmaterials auf der Oberfläche der Isolatoren zwischen diesen Elektroden ist im wesentlichen auf den sputtering-Effekt oder die Zerstörung der Elektroden zurückzuführen. Durch die

909843/142· " ⁴ ~

BADORKS(NAt

Beimischung von Quecksilber wird der sputtering-Effekt im wesentlichen unterdrückt und die Lebensdauer der Röhre erhöht.

Wie oben bereits gesagt, sind die wesentlichen Teile einer solchen Anzeigeröhre eine oder mehrere Anoden, eine oder mehrere Kathoden^ eine Schirmelektrode, Glimmerscheiben, Isolatoren, ein Röhrenfuss und ein Kolben. Anoden und Kathoden werden in der Regel aus dem gleichen Material, beispielsweise ,korrosionsbeständigem Stahl, hergestellt. Als solcher korrosionsbeständiger Stahl wird in der Regel ein Stahl mit der Zusammensetzung 18 % Ni, Q % Cr, Rest Fe, verwendet. Aluminiumplattiertes Nickel ist als Schirmelektrode geeignet, und zwar wegen der grauschwärzen, rauhen Oberfläche geringer Reflexionseigenschaft, die durch einfache Wasserstoffbehandlung erzielbar ist. Um den Rückgang des Oberflächenisolationswiderstandes, hervorgerufen durch den Niederschlag des sputtering-Materials, zu vermindern, eignen sich Isolatoren mit rauher und poröser Oberfläche besonders. Als Material eignen sich hierzu Steatit, Forsterit oder ein gepulvertes Isoliermaterial, das im Pressvorgang geformt und gesintert wird. Für den Fuss und den Kolben wird Weichglas verwendet wegen seines leichten Schneidens und des niedrigen Preises. Als Fussdurehführungsleiter werden Drähte aus Kupfermanteldraht üblicherweise verwendet»

Der Lichtschirm wird hinter den Anzeigekathoden angeordnet, um die Reflex\ion der Glimmentladung auf der R_Ucks©i#e i$er Koltoeawand

auszuschalten, ' <; ."-...

V ^: ■'.'■ V-' ^: :■'■ - 5 - ^;

909843/142·

A-Is Material für'deft Schirm wird* ein' legierter Stahl der-¹ Chrom enthält*; beispielsweise; korrOSionsbeständigerv Stahl: der^f Zusammensetzung; vom? -Ϊ&. ^" üt, 8'¹^ CFy Hesf ¥&.. nie Ober-fläceiie^ di:eöes:^: Mat©criagLs· wii^di- UeI'-. 65O?Ö: im; Wassers.toff ofen beÜandeiLt;'/-■ odei^eitt alllmJ:iiltimpd:a;ttieTtes:-Material wird'verwende tv das? maxt- .-■"-durch' \fb&rz±BMe^L· e;in&r Nickel-· ewier- ElseiiRlatte: mit Aluminium! mx£i beid'envSeiten er'hälfc; ^:und das; Man d:änn a^f seiner Oberfläche- durch '-■ eirie^ Behandlung bei eitwa; 90O°C im Wasserstoff öfen schwärzt; Das.; letztere ■ Material wirdr sehr weitgehend-benutzt wegen seines: nieori«A gen- Fre ises,, seines hohen Ref lexionsfaiktors dank der rauhen Obei?V ■ fläche: und seiner leiehten Behandlung. ' ^;· ■■■ ■ ■■■--:."■-"-· ··

. Elektrisch ist der Schirm: nicht^ angeschlossen, jedoch kann- er .' ■ aiuch als Anöde benutzt werden. In diesem Fall ist der Schirm-mit ·- anderen Anoden zusammengeschaltet, weil die Zündspannung' der von- " dem Schirm, entfernten Anzeigekathoden steigt, wenn nur die Schirmelektrode als "Anöde benutzt wird. ■ ' ' · ' · . -

Die folgenden Schwierigkeiten ergeben sieh bei der^; Hers tellurig einer solchen üblichen Anzeigeröhre wie^r sie anhand der Figuren 1 erläutert worden "1st. '■ 'V" ^: '.·-■■"----'■'■· '"■".■ ·>;-/. .■.-■■-., ■■-...-

1, Die wechselweise Anordnung der Elektroden 1 und 2 und der in ' Form von Ringscheiben ausgebildeten Isolatoren y erfordert ' ^: ■ eine Anzahl von T" jtellungsgängen und von grosser Geschick- ·~ lichkelt. - ^ --■ "^; ■'-■'·=. ..-■■■■-■

■- 6 -■

BAD OFlIG(MAl.

2.. ßiee Kathode«: I^ und?: diec Fusseiiifu1ä:pung;5;d*äte;t;e' W^L &&&' mit/ den ZiufÄEiKWgsiLeiiyJBFn;; 8i verföuradeit;:- VteKii j.öäbcii^;'ditfeS3K-- Zü ruiigscLfeitse©? aMS'·" dem; gleicteen Material· uiid^r mit" Ofiie^lMiettie^be^^KafiejAeifc- wl& ate.-Katixod^a■-. hesrgesteei-l;^- siiid,, fihdcefc etfi»·'(fiülierttiäd'tiiig auch aaf: di eesB;n; Z

ergrlfΐ©κ·

und: die ZufÖhrungsledter wenden edra gemetosame]? Korpsr hergesteillfc,^ z..'-Bv durch PftofcOv- ■ ätziang'. Durch.eine chemische^ Betiandlüng ausschilesslien der Zufü'hrungsleiter· wird dann deren Zündspannung

b. Als Zuführungsleiter wird ein Wolf'ramdraht mit^: oxydierter Oberfläqhe verwendet und an die' Elektrode angeschwelsst.'■

c. Als Zuführungsielter kann auch ein Wolframdraht verwendet werden, der mit Aluminiumoxyd überzogen ist und der an die Elektrode angeschweisst ist/ ' " ' ' - -

Jedoch, müssen die unter a angegebene Masshah'me der''chemischen Behandlung oder die unter b und c angegebenen Massnahmen, die das Anschv/eissen der Drähte verschiedehen'Materials' betreffen', als äusserab kompliziert angesehen werden. ' ■ -- - ■■ ■ ■ .·

BAD ORIGINAL

3. Die Anschweissung der Zufuhrungsleiter an die Fussdurchführungsleiter erfordert eine grosse Geschicklichkeit,;da die metalli-. sehe Oberfläche keinesfalls immer blank ist.

k. Die Fussdurchführungsleiter 12 müssen einer ähnlichen Behandlung ausgesetzt werden wie die Zuführungsleiter.

Es werden daher als Zuführuhgsdrähte legierte Drähte aus Chrom, Eisen und Nickel verwendet, deren Oberfläche der Chromoxydationsbehandlung unterworfen wird. Andernfalls würde es notwendig sein, einen isolierenden Aluminiumoxydüberzug nach der Verbindung der Drähte anzubringen. Daraus ergibt sich, dass die üblichen Anzeigeentladungsröhren eine Reihe von Schwierigkeiten trotz ihrer verhältnismässig einfachen Konstruktion bei ihrer Herstellung aufweisen, die eine Reihe von Fertigungsschritten bedeuten. Diese Röhren sind daher mit niedrigen Kosten schwer herstellbar.

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeröhre, der die oben erwähnten Schwierigkeiten nicht anhaften. Die Erfindung soll im einzelnen aufgrund von Ausführungsbeispielen erläutert werden, die in den Figuren 2 bis 16 dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt einen aufgeschnittenen Längsschnitt einer Ausführungsform der Erfindung, während in Fig. 3 eine Attsführungsform einer Kathode dargestellt ist.

90 98 437U29
BAD ORIGINAL

Die Figuren K a, 4 b und 4 c zeigen Längsschnitte zur Erläuterung des Verfahrens, nach welchem der Röhrenfuss einer solchen Entladungsröhre gemäss der Erfindung hergestellt wird.

In den Figuren 5 a, 5 b und 5 c sind eine Aufsicht, eine Seitenansicht und eine Frontansicht eines das Licht abschirmenden Schirmes wiedergegeben.

Die Figuren 6 a und 6 b zeigen eine Längs- und eine Queransicht des oberen Befestigungsisolators.

In den Figuren 7 a und 7 b sind zwei um 90° versetzte Längsschnitte einer anderen Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben.

In den Figuren 8 a und 8 b sind Aufsichten auf einer Ausführungsform des oberen Befestigungsisolators und des unteren, auf dem Röhrenfuss angeordneten Isolators für eine Ausführungsform nach den Figuren 7 a und 7 b dargestellt.

Die Figur 9 zeigt den Röhrenaufbau gemäss Fig* 7» jedoch mit einem Sockel versehen.

In Fig. 10 ist die Prinzipschaltung für den Formfjßgsprözess einer solchen Entladungsröhre gemäss der Erfindung wiedergegeben.

In Fig. 11 sind verschiedene Ausführungsformen des oberen Befestigungsisolators dargestellt, die in Verbindung mit der Erfindung Anwendung finden sollen.

90 984 3/U29 " 9 -

BAD ORfGHMAt..-V

Die Figuren 12 a, 12 b, 12 c und 12 d zeigen Aufsichten verschiedener Ausführungsformen des Abstandsisolators.

In den Figuren IJ a und 13 t> sind eine Aufsicht und ein Schnitt einer Ausführungsform einer bei der Erfindung verwendeten Fusshülse dargestellt. In Fig. 14 a und 14 b sind eine Seitenansicht und eine Aufsieht für eine Ausfuhrungsform des Schirmes gemäss Fig. 7 dargestellt und in Fig. 15 ist schliesslieh eine perspektivische Ansicht der Fusshülse gemäss Fig. 7 wiedergegeben.

Wie bereits erwähnt, ist in Fig. 2 ein teilweise aufgebrochener Längsschnitt einer Anzeigeröhre gemäss der Erfindung dargestellt. 1 stellt eine Kathode dar, welche gleichzeitig die Zuleitung und die Durchführung enthält. In dieser Figur ist diese Elektrode als Zahl 2 dargestellt. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die einzelnen Elektroden mit den Zuleitungen und den Durchführungen einen einzigen Körper darstellen. Vorzugsweise sollen alle Kathoden so konstruiert sein; bei der Anode können jedoch die Durchführung und die Elektrode selbst aus getrennten Teilen bestehen.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Anode genauso einfach ausgebildet wie die Kathode; sie ist zusammen mit diesen befestigt. Bei der vorgeschlagenen Ausbildung der einzelnen Elektroden* bei der also die Zuleitungen sowie die Durchführungen mit der Elektrode eine Einheit bilden, fallt das Schweissen der

- 10 -■

0 98 4 3/1429
BAD ORiGfNAE. : ^

- ίο '■-'..

Kathoden weg. Damit ist die Montagearbeit wesentlich vereinfacht. Die Einzelheiten einer Kathode, welche ausser dem eigentlichen Kathodenelement die Zuleitung und die Durchführung enthält, sind in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt.

In dieser Pig. 3 ist die Kathode mit 31 bezeichnet. Am Kopfende dieser Kathode ist der obere Träger 32 vorgesehen, welcher an einer Brücke befestigt wird, die einerseits die Aufgabe der Halterung der einzelnen Elektroden, andererseits die Aufgabe der Einhaltung des gewünschten Abstandes zwischen den Elektroden der Röhre hat. Am unteren Teil der Kathode sind die Zuleitung 33, die Durchführung und der ausserhalb der Röhre liegende Teil 35 als ein gemeinsamer Draht vorgesehen. Diese aus einem Stück bestehende Kathode mit ihrer Zuleitung wird beispielsweise durch Stanzen aus einem Eisen-Nickelblech von 0,25 mm Stärke oder durch Photoätzung hergestellt. Da die Kathode und die Zuführungsleiter aus dem gleichen Material hergestellt v/erden, kann ein Weichglas als Einschmelzglas Verwendung finden. In diesem Fall kommen Eisen-Nickel-Legierungen von etwa 52 % Ni und 48 % Fe mit einem Ausdehnungskoeffizienten von d = 9. 7rv,l0.Ix 10"⁶, Bisen-Nickel-Chrom-Legierungen mit 42 % Ni, G % Cr und 52 % Fe mit einem <^ =7.5^9.8 χ 10 oder eine Eisen- Chrom-Legierung mit 75'% Fe und 25 % Cr mit einem d= 10.5

rvli.5 χ 1O~ in Frage, Bei den beiden letztgenannten Legierungen ist es jedoch ausserordentlich schwierig, das feste Chromoxyd zu entfernen, wenn die Oberfläche während des Herstellungsprozesses oxydiert ist. Aus diesem Grunde empfiehlt sich die Verwendung der Eisen-Nickel-Legierung, ;

- 11 -

909843/U2I

BAD ORfGIfA:^li" ^V *'"^v>

In Fig. 2 ist lediglich die Zahl 2 als Kathode dargestellt, jedoch benötigt man in der Praxis in der Regel die Zahlen 0 - 9, ferner die Buchstaben A, B, C .... X, Y,■Z, jeden Buchstaben fremder Sprachen, ferner Zeichen, ζ. B. +, -, Komma, Doppelpunkt, usw. In diesem Fall kann man die Parallelanordnung von Zahlen, Buchstaben und Zeichen wählen. Ferner kann man ebenfalls die Anode, die beispielsweise aus einem maschen- oder gittefförmigen Teil besteht, und die eine obere Trägerlasche, eine Zuleitung, einen Durchführungsteil sowie eine äussere Zuführung enthält, durch Ausstanzen oder Photoätzen aus einem einzigen Körper in gleicher Weise wie die Kathoden herstellen.

Die sehr kurze Zuleitung 33 > die eine Länge von weniger als etwa 1 mm beträgt, bietet den Vorteil, dass eine unerwünschte Entladung von diesem Teil ohne irgendeine Behandlung praktisch vermieden werden kann.

In Fig. 2 ist mit 22 eine Isolatorbrücke bezeichnet, welche zur Befestigung der Elektrodenenden - die sich auf der dem Röhrenfuss gegenüberliegenden Seite befinden - vorgesehen ist. Diese Brücke ist mit Rillen, Schlitzen oder Löchern versehen, in welche der obere Teil dieser Elektroden, beispielsweise der in Fig. 3 mit bezeichnete Teil, eingesetzt, eingeklebt oder durch eine Glaslötung befestigt wird. Die einzelnen Elektroden, wie sie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt sind, werden hintereinander mit Hilfe von Abstandshaltern 41 und der oberen Befestigungsbrücke 22 entsprechend der Fig. 4 gestapelt. Das Elektrodensystem

909843/U29 - ^ -

BADORIQiNAU

wird dann zum Teil in eine Spannvorrichtung 43 eingespannt, die beispielsweise aus Graphit bestehen kann. In den Hohlraum dieser Spannvorrichtung wird dann Glaspulver 42, wie durch den Pfeil angedeutet, eingefüllt. Das System wird dann in dieser Lage in einen Ofen mit einer Atmosphäre von etwa 900⁰C bis HOO⁰C gebracht, um dort das Glaspulver zu schmelzen. Dieser Schmelzprozess ist 'in Fig. 4 b dargestellt. Nach der allmählichen Abkühlung werden die Spannvorrichtung 43 und die Abstandsscheiben 41 aus dem System entfernt, welches nunmehr mit dem in Fig. 4 c dargestellten Fuss versehen ist. Dieser Glasfuss ist in Fig. 2 und Fig. 4 c mit 23 bezeichnet. Auf diese Weise laufen bei dem Verfahren gemäss der Erfindung der Prozess für die Herstellung, des Fusses und für die Befestigung der einzelnen Elektroden gleichzeitig ab.

Anschliessend wird der das Licht abschirmende Schirm 4 gemäss Fig. 2 befestigt. Die Ausbildung dieses Schirmes ergibt sich aus den Figuren 5a, 5 b und 5 c. Danach wird ein aluminiumplattiertes Blech an den beiden Seiten umgebogen. Die dadurch entstehenden Vorsprünge wirken als Federn gegenüber der inneren Kolbenwand. Diese Seitenteile sind so aufgebogen, dass die Breite des Bleches etwas grosser ausfällt als der Durchmesser der inneren Kolbenwand. Die oberen und unteren Ausschnitte 51 und 52 des Schirmes werden in der oberen Isolatorbrücke 22 und in dem Glasteil 23, dessen Mittelteil erhöht ist, befestigt. Dieser mit Hilfe seiner Ausschnitte 51 und 52 auf dem Elektrodensystem befestigte Schirm dient in erster Linie der Abschirmung des von aussen einfallenden Lichtes; er kann aber gleichzeitig auch als Elektrode, beispielsweise

. - 90984 3/1429;' - 13 -

SADORiGINAt.

durch seine Verbindung mit einer Anode, verwendet werden. Ohne die Anwendung eines solchen Schirmes kann auch der Röhrenkolben selbst, sofern er mit einem Graphitbelag versehen ist, als ein solcher Schirm wirken. Tn diesem Fall muss der auf der Rückseite des Elektrodensystems liegende Teil des Röhrenkolbens vorher mit einem Überzug aus Graphit versehen werden. Dieses Teil besitzt kein eindeutiges elektrisches Potential. .

Anschliessend wird der mit dem Pumpstutzen versehene Röhrenkolben 7 an seinem dem Glasfuss gegenüberliegenden Ende abgeschmolzen, anschliessend gepumpt und mit Quecksilberdampf gefüllt. Anschliessend erfolgt die Füllung mit einem üblichen Gas, beispielsweise Neon oder Argon, und schliesslich das Abziehen der Röhre.

In den Figuren 6 a und 6 b sind die Längs- und Queransicht einer Ausführungsform der oberen Befestigungsisolierbrücke 22 dargestellt. Diese Isolierbrücke besitzt Ausschnitte, die etwa halb so tief sind wie die Dicke der Brücke. Es sind so viel Ausschnitte vorgesehen als Elektroden darin befestigt werden sollen. Zum Zwecke der Vermeidung von Entladungsverlusten und zur Befestigung kann gepulvertes Glas, Aluminiumoxyd, ein Material, das hauptsächlich Wasserglas enthält, oder Kunstharz, z. B. Araldit, verwendet werden.

Der obere Befestigungsisolator kann aus einer Kombination von .üblichen Ringscheibenisolatoren bestehen, in die die als Ringe

909843/ U2S

- 14 ausgebildeten oberen Teile der Elektroden eingesteckt werden.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, v/obei Fig. 7 a die Frontansicht und Fig. 7 b die Seitenansicht wiedergibt. Auch in diesem Fall ist wiederum eine Kathode in Form der Ziffer 2 dargestellt. In der Praxis werden jedoch 10 Ziffern, nämlich die Ziffern 0 - 9, vorzusehen sein. Natürlich kann an Stelle dieser Ziffern oder zusätzlich zu ihnen ein Zeichen oder ein Buchstabe oder auch mehrere solcher Zeichen oder Buchstaben vorgesehen werden.

In Fig. 7 ist mit 1 die Anzeigekathode bezeichnet, welche aus dör eigentlichen Elektrode und der Durchführung besteht. Mit 22 ist der obere Befestigungsisolator bezeichnet, mit 3 der untere Befestigungs- und Abstandsisolator, der den unteren Teil der Elektrode festlegt, mit 7I die Fusshülse, mit 23 der gesinterte, geschmolzene Glasfuss, mit 7 das Glasrohr und mit 4 der Schirm.

In den Figuren 8a und 8 b sind Aufsichten auf eine Ausführungsform des oberen Befestigungsisolators 22 und der unteren Abstandsisolierplatte 3 wiedergegeben. In diesen Figuren sind mit 72 und 73 Aussparungen zum Einsetzen der Elektrode bezeichnet. Für beide Isolatorteile wird zweckmässig Forsteritkeramik mit einem oC 8.8*^-12 χ 10 angewendet. Dieses Material besitzt etwa den Ausdehnungskoeffizienten von weichem Glas. Die Fusshülse 71 wird zweckmässig aus einem Metall hergestellt, das an weichem Glas gut haftet, beispielsweise aus der bereits oben

909843/U29
BAD

erwähnten Elsen-Nickel-Legierung (NL 52 i>, Pe 48 %,cL·= 9.7 ^10.1 χ 10"°), der Eisen-Chrom-Legierung (Cr 25 %, Fe 75 %, ck.= ■ 10.5^Il .5 x 10" ) oder der Eisen-Nickel-Chrom-Legierung

(Nl 42 $, Cr β <£, Fe />2■%, cL = 7. =3 -~ 9.8 χ 10~⁶). Eine Eisen-Nickel-Chrom-Legierung ist jedoch wegen ihrer leichten Bearbeitbarkeit, wegen des grünen Oxydes, das das Licht nicht reflektiert, und Ihrer Festigkeit vorzuziehen,

Bei dem Zusammenbau wird zunächst der Abstandsisolator _"5 in der Fusshülse 'Jl befestigt und in einer geeigneten Spannvorrichtung gehalten. Die Fusshülse 71 wird zuvor in einem Wasserstoffofen bei einem Feuchtigkeitsgrad entsprechend dem Taupunkt von J)O⁰C bis 50⁰C bei einer Temperatur von 1250°C gesintert, wobei der Chromoxydüberzug erzeugt wird. Dann werden die Kathoden 1 in den Abstandshalter 3 eingebracht, wobei rechtwinkelige Isolierplatten, beispielsweise der Zusammensetzung (2MgO, 2AIoO^, 5SiO_P) oder Platten aus Zirkonoxyd (ZrO₂* SiO₂) von einer Stärke, die dem Abstand zwischen den einzelnen Kathoden entspricht und mit einer hohen Sinterungstemperatur und grosser mechanischer Festigkeit, zwischen den Kathoden angeordnet werden. Um Entladungsverluste an den in das Glas eingeschmolzenen Teilen zu vermeiden, werden die Elektroden zuvor elektrolytisch poliert und die Hohlräume der durch Photoätzung erzeugten geätzten Teile werden weitgehend beseitigt. Dann wird die obere Isolierbrücke eingesetzt, wobei die Isolierteile, in welche die oberen Vorsprünge der Elektroden eingesetzt werden, mit einem fein gepulverten, in einem Binder, z. B. Nitrozellulose, gelösten Glas überzogen werden.

'-.909843/ 1429 _ ΐβ BADORtGINAt. ΐ

Später erfolgt eine Sinterung in einem Ofen, wobei die Befestigung der Elektrodenvorsprünge in der Isolierbrücke erfolgt. In diesem Pail ist die Verwendung eines grobkörnigen Glases mit dem Korndurchmesser von 0,5 bis 1 mm'für das Herunterfllessen des Glases und dem Verschmelzen mit dem Metall zu empfehlen. Ein derart zusammengebautes Elektrodensystem wird zusammen mit der angebrachten Haltevorrichtung in den Ofen bei einer Temperatur von 1000⁰C bis 1100⁰C gebracht und in einer Zeit von 3 bis 5 Minuten das gepulverte Glas geschmolzen; anschliessend erfolgt eine allmähliche Abkühlung. Nach der vollständigen Abkühlung wird die Spannvorrichtung abgenommen und das Verfahren zur Befestigung der Elektroden in dem Röhrenfuss ist beendet. Die in der Glasschmelze liegenden Teile der Kathoden sind zuvor nicht oxydiert worden, weil sie bereits durch den Sauerstoffanteil in der Atmosphäre oxydiert werden.

Durch eine leichte Säurebehandlung des fertigen Elektrodenaystems kann der sich auf der Oberfläche der Kathode bildende Oxydüberzug leicht entfernt werden. Man erhält damit eine befriedigende Kathodenoberfläche der Entladungsröhre. Nach der Säurebehandlung wird das Elektrodensystem mit dem Schirm versehen. Unterschiedlich von der Ausführung gemäss Fig. 5 wird dieser Schirm mit einer Lasche 143 versehen, welche zur Innenseite der oberen Aussparung gemäss Fig. 14 a und 14 b abgebogen ist. Entsprechend der Darstellung nach Fig. 15 ist auf dem oberen Teil der Fusshülse 71 die untere Isolierplatte 3 befestigt, hinter der zwei Lasehen I51 ausgeschnit-

wird
ten sind. Der Schirm/auf der Hülse befestigt, so dass die untere

Lasche 143 des Schirmes mit einer der beiden Laschen I5I verbunden

' - 17 -

909843/1429 BAD

Ist. Der Schirm ist durch Schweissung befestigt und ist mit einem elektrischen Anschluss versehen. ■

Pur die Anodenzuleitung 152 wird ein Eisen-Nickel-Draht mit einem Durchmesser von 0,5 mm, der in Verbindung mit Weichglas geeignet ist, verwendet. Dieser Draht wird entsprechend der Darstellung gemäss Fig. 15 gebogen und mit einer anderen Lasche I5I verbunden. Diese Ausführung ist in Fig. l6 dargestellt. Der Schirm und die Zuleitung kann natürlich an einerjLasche des Fusses an derselben Stelle befestigt werden. Andererseits können die Anodenzuleitung und die Kathoden auch als ein einziger Körper ausgebildet und durch die Löcher des unteren Isolators j5 herausgeführt werden. Für das Anschmelzen der metallischen Röhrenhülse an den Röhrenkolben soll zweckmässig die Hochfrequenzschweissung angewendet werden. Der Röhrenkolben wird zuvor auf die nötige Länge abgeschnitten, in die Röhrenhülse eingesetzt und anschliessend wird der Umfang der Röhrenhülse mit Hilfe eines Konzentrator erhitzt. Wenn der Kolben Stickstoff oder Argon als Formiergase enthält, ist der Einschmelzprozess in etwa 30 Sekunden beendet; es folgt dann eine allmähliche Abkühlung. Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen darin, dass die Einschmelzzeit kurz Ist, dass nur das Teil erhitzt wird, welches angeschmolzen werden soll, eine Oxydation der Elektroden infolge erhitzter Luft und durch verbrannte Gase tritt nicht ein. Dadurch werden die folgenden Schritte der Evakuierung und der Formierung erleichtert. Diese Prozesse werden in der gleichen Weise wie bei den bisher üblichen Anzeigeröhren durchgeführt.

- 18 -

B09843/142I

4; ί^ΐΛ-ν

Wenn man die Pusshülse entsprechend der Darstellung gemäss Fig. aus Metall anfertigt, ist es für die Isolation schwierig, den Schirm 4 potentialfrei zu halten. Im Gegenteil, um die unzureichende Kontaktierung zu vermeiden, werden die Lasche im unteren Teil des Schirmes und die Fusshülse miteinander verschweisst. Im Falle der Verwendung einer metallischen Fusshülse kann diese als Anode verwendet werden und gleichzeitig auch die Schirmelektrode. Im Falle der Verwendung von Keramik für die Fusshülse erscheint es einfacher, diese potentialfrei zu halten und sie nicht als Elektrode zu benutzen. Ohne Anwendung des Schirmes gemäss der Darstellung nach Figur 14 kann der Röhrenkolben mit einem Graphitüberzug entsprechend der Darstellung in Fig. 2 versehen werden.

Im Falle der Benutzung der Fusshülse als Anode können die üblichen Anoden weggelassen werden. Bei Wahl eines entsprechenden Gasdruckes in der Anzeigeröhre nimmt die Zündspannung mit dem Abstand zwischen Kathode und Anode entsprechend dem Gesetz von Pasehen zu. Wenn der Abstand zwischen einer Anode und einer Kathode etwa 1 mm beträgt, so beträgt die Zündspannung etwa 140 Volt und bei einem Abstand von 8 mm steigt diese Zündspannung auf 200 Volt. Aus diesem Grunde werden gewöhnlich zwei oder drei Anoden in eine solche Anzeigeröhre eingebaut. Wenn man jedoch die Fusshülse aus Metall herstellt und als Anode benutzt, und wenn die Aussparung des oberen Teiles des metallischen Fusses, in welchen der untere isolierende Abstandshalter eingesetzt ist, entsprechend der Darstellung nach Fig. 7 rechteckig

■■.'■■ - 19 - .

909843/142$

ausgebildet ist, so hat diese Anordnung den grossen Vorteil, dass der Abstand zu den unteren Teilen der Kathoden nahezu gleich ist, so dass die Zündspannung für die einzelnen Kathoden etwa gleichen· Wert besitzt. In diesem Fall werden die Zuleitungen durch die Löcher des aus Isoliermaterial bestehenden Abstandshalters geführt und mit dem metallischen Puss verschweisst. Wenn eine Spannung an den Puss angelegt wird, benötigt man Isolationsmittel. Als ein solches Isolationsmittel kann ein Schrumpfschlauch verwendet x\'erden. Ein hierfür geeigneter allgemeiner Aufbau 1st in den Figuren 9a und 9 b dargestellt.

In Fig. 9 a ist ein Ausschnitt des wesentlichen Teiles der Anordnung nach Fig. 7 mit dem Röhrensockel wiedergegeben, während Fig. 9b einen Querschnitt darstellt. Mit 91 sind die Zuleitungen bezeichnet, welche mit den Elektroden einen gemeinsamen Körper bilden. Diese Zuleitungen sind zickzackförmig angeordnet, um eine gegenseitige Berührung ausserhalb der Röhre zu vermeiden.

92 stellt den unteren Teil eines Sockels dar, der beispielsweise aus synthetischem Harz, z. B. Polyurethan, besteht, und der Durchführungen 93 für die Aufnahme der Zuleitungen enthält. Mit 94 sind Aussparungen bezeichnet, um den Röhrenfuss in eine gedruckte Schaltungsplatte einsetzen %u können. Mit 95 ist ein Einsatz zur Sicherung der Zuleitungen bezeichnet. Er besteht ebenfalls aus einem synthetischen Harz wie der Körper 92· 96 stellt einen Schrumpfschlauch dar, der der Isolation der Metallhülse Jl dient. Gleichzeitig soll er das Licht von dem unteren Teil der Röhre fernhalten und den

. - 20 -

909843/1429
BAD ORJGfNAi,

Sockel tragen. Dieser Schrumpfschlauch 1st ein bisschen grosser als der Röhrenfuss und auf den entsprechenden Teil dieses Pusses aufgesetzt. Durch eine Behandlung bei IOO⁰C während einiger Sekunden hat er sich zusammengezogen und sitzt damit fest auf dem Röhrenfuss.

Der Sockel 92 ist in der Fusshülse 71 befestigt. Zu dieser Befestigung verwendet man zweckmässig einen hermetisch abdichtenden Kitt, ζ. B. Araldit, um unerwünschte Glimmentladungen zu unterdrücken. Ein solcher Kitt fliesst auch in den inneren Teil des'Fusses und dichtet damit die Metallglasverbindung ab.

Die Anordnung der von den Durchführungen herausführenden Leiter ergibt sich aus Fig. 9 b. Wenn diese Leiter mit Ausnahme der Anodenausführung in zwei Gruppen angeordnet sind, erhält man die elektrische Verbindung wie sie in Fig. 10 dargestellt 1st. Die Kathoden selbst sind abwechselnd miteinander verbunden. Auf diese Weise kann die Formierung mit Hilfe der in Fig. 10 dargestellten Wechselspannungsquelle durchgeführt werden. Gleichzeitig können die Sockel dieser Formiereinrichtung eingespart werden; ihre Konstruktion ist dabei erheblich vereinfacht.

Die in der obigen Beschreibung erwähnte obere Elektrodenbrücke und der untere aus Isoliermaterial bestehende Abstandshalter für 10 Elektroden sind in den Figuren 8a und 8 b wiedergegeben. Es sind jedoch verschiedene Modifikationen dieser Isolierteile

möglich. - -

- - 21 -

909843/1429

In den Figuren 11 a, 11 b und 11 c sind Aufsichten und Seitenansichten weiterer Ausführungsformen des oberen Befestigungsisolators dargestellt. Pig. 11 a zeigt einen plattenförmigen Isolator mit runden Löchern. Fig. 11.b zeigt einen Isolator, dessen Querschnitt trapezförmig ausgebildet ist; dieser Isolator weist rechteckförmige Löcher auf. In Fig. 11 c ist ein Isolator mit kreisförmigem Querschnitt und mit runden Löchern dargestellt,- Der obere Teil der zu befestigenden Elektroden ist in diesen Isolierbrücken befestigt, wiche so viele Löcher oder Schlitze aufweist wie Elektroden vorhanden sind. -

Für die nebeneinander erfolgende Anzeige von beispielsweise zwei Buchstaben wird eine breite Isolierplatte verwendet, wie sie beispielsweise in FIg, 11 d wiedergegeben ist. Eine solche Isolierscheibe ist für die breite Anzeige, z. B. für kV oder mA, geeignet.

Die Abstandsscheibe aus Isoliermaterial für die unteren Teile der _¥Elektroden ist in ihrer Grosse (Breite oder Dicke) begrenzt, und zwar abhängig von der Grosse des Fusses. Dieselben Bemerkungen treffen auch für die obere Befestigungsbrücke zu.

In Fig. 12 a, 12 b, 12 c und 12 d sind Ausführungsformen einer solchen Isolierbrücke dargestellt. Um einen Kontakt der äusseren Leitungen in der Nähe des Fusses zu vermeiden, sind die kleinen . Löcher zickzackförmig angeordnet; im Falle einer nur geringen Anzahl von Elektroden wählt man zweckmässig eine gradlinige Anordnung dieser Löcher, so, wie in Fig. IJ c wiedergegeben.

- 22 909843/142 9

Diese Löcher können rund oder rechteckig ausgebildet sein; jedoch sollte ein Loch, durch das ein runder Leiter durchgesteckt wird, zweckmässig ebenfalls rund sein. Die Keramikplatten, die eine Form gemäss Fig. 11 und 12 aufweisen, sind leicht und mit verhältnismässig niedrigen Kosten, insbesondere in der Massenfabri-. kation, herstellbar. Die Öffnungen brauchen nicht nur in ein oder zwei Linien, sondern auch in mehr als drei Linien angeordnet zu werden.

Es wurden oben die Isolierteile mit rechteckiger Form beschrieben; jedoch können verschiedene andere Ausführungen, beispielsweise fünfeckige, sechseckige oder elyptische Formen, gewählt werden. Weiterhin wurde oben angenommen, dass man mit Weichglas arbeitet. Im Falle der Verwendung von Hartglas muss die Kombination der gewählten Materialien entsprechend modifiziert werden, wodurch dann jedoch die Kosten der Einzelteile höher werden und auch der Preis des fertigen Produktes steigt. Als Hartglas wird zweckmässig Kovar verwendet. Für die Fusshülse verwendet man ' zweckmässig Kovar mit 27 % Ni, 17 % Co, Rest Fe mit einem o(= 4.0 χ 10" . Als Material für die obere Isolierbrücke und den unteren Abstandshalter wird ein Isoliermaterial verwendet, dessen hauptsächliche Komponenten aus 3Al₂O, und 2SiO₂ bestehen. Dieses Material besitzt einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von k.J>r^6.6 χ 10" . Verglichen mit der Ausführung, bei der Weichglas verwendet wird, Ist eine Röhre, bei der Hartglas Anwendung findet, sehr viel wärmebeständiger, jedoch ist der Herstellungsprozess etwas schwieriger. Im Falle der Verwendung

9 0 9.8 A3/U 2 9

BAD ORIGINAL

von Keramik als Fusshülse wird das oben angegebene Material als Keramik verwendet, welches in seinen hauptsächlichen Komponenten aus 3AIpO₇ und 2SiOp besteht. Anstelle der metallischen Fusshülse gemäss der in Fig. 7"dargestellten Ausführungsform kann auch eine Hülse aus Porzellan verwendet werden, wie sie in Fig. 13 dargestellt ist. ■■■„■.

Für diese Porzellanhülse 1>1 wird ein Glas verwendet, dessen wesentliche Komponenten ebenfalls 3AIpO-, und 2SiOp sind. Es ist bekannt, dass dieses Material bezüglich seines Ausdehnungskoeffizienten dem verwendeten Glas sehr ähnlich ist. Fig. 13 a und b zeigen eine Ausfuhrungsform mit diesem Material. Die mit dem Elektrodenkörper als Einheit hergestellten Durchführungen werden durch die kleinen Öffnungen 132 hindurchgeführt. Da die ganze Röhre in Miniaturausführung ausgebildet ist, beträgt der beiderseitige Abstand zwischen den Elektroden etwa 0,5 mm. Die Porzellan» hülse besitzt einen Aufbau 133 in dem die Durchführungslöcher enthaltenden Teil. Mit 134 ist ein Hohlraum bezeichnet, in welchen das zum Einschmelzen vorgesehene gepulverte Glas eingebracht wird. Die Durchführungsdrähte werden dann mit dem Körper hermetisch verbunden. Bei Verwendung eines solchen Porzellanfusses kann der Glaskolben mit Hilfe eines üblichen Gasbrenners angeschmolzen werden.

In den Ausführungsformen dieser Erfindung besitzt der Glaskolben einen runden Querschnitt. Wenn erforderlich , kann man jedoch

-24 -

909843/1429
BAD ORIGINAL

auch einen Glaskolben mit einem viereckigen, fünfeckigen oder einem elyptischen Querschnitt verwenden. In diesem Fall muss der Röhrenfuss eine entsprechende Form aufweisen.

In den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind die Elektroden, und die Durchführungen aus dem gleichen Material hergestellt. Die Herstellung von Röhrenfuss und Elektrodensystem kann jedoch auch dann gleichzeitig erfolgen, wenn die Elektroden mit Durchführungsieitern verschiedenen Materials-.zuerst, verschwelest " sind. Diese Methode besitzt sicherlich den Nachteil, dass dieser Schweissprozess zusätzlich erforderlich ist, jedoch weist sie die Freiheit der Materialauswahl für die Elektroden und die Durchführungsdrähte auf. Wenn eine Kathode von einer Reihe von Anzeigekathoden in einer Rohre beispielsweise weniger Strom aufnehmen soll, so ergibt es sich, dass bei einem besonderen Material für diese Kathode das Material der Durchführungen von dem der Elektroden verschieden sein wird.

90 9 84 37 U2 9

Claims (10)

1. - 25 Patentansprüche

   I)J Zeichen anzeigende Kathodenglimmlichtröhre mit einer oder mehreren Anoden, einer Vielzahl von in zueinander parallelen Ebenen angeordneten, die jeweilige Zeichenform aufweisenden Kathoden und einem die Durchführungen für die Elektroden tragenden Röhrenfuss, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Kathoden (l) freitragend an der jeweils zugehörigen Durchführung (33* 3²^ 35) befestigt sind, dass die Durchführungen dieser Elektroden mit vorgegebenem gegenseitigen Abstand in den Röhrenfuss (23) eingeschmolzen sind und dass diese Elektroden an ihrem dem Röhrenfuss entgegengesetzten Ende mit Hilfe einer Isolierbrücke (22) gegeneinander abgestützt sind.
2. 2) Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die als Kathoden (l) arbeitenden Elektroden an ihrem unteren Ende eine die Durchführung darstellende Verlängerung (33, 34, 35) und an ihrem oberen Ende eine Führungsnase (32) aufweisen.
3. 3) Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierbrücke (22) Schlitze oder Aussparungen (Fig. 6a) in einem dem Kathodenabstand entsprechenden Abstand zur Aufnahme der an den Kathoden (1) vorgesehenen Nasen (32) aufweisen.

   9Q9843/-T429
4. 4) Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass auch in den Röhrenfuss (23) eine Isolierbrücke (3) mit entsprechend vorgesehenen Aussparungen eingesetzt ist.
5. 5) Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Röhrenfuss (23) aus einer Glas- oder Porzellanmasse besteht.
6. 6) Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass der Röhrenfuss auf seiner den Elektroden zugekehrten Seite eine zentrale Erhöhung aufweist.
7. 7) Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Isolierbrücken (Pig. 8 a und b) vorgesehenen Löcher ein- oder mehrreihig angeordnet sind.
8. 8) Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Röhrenfuss (23) von einer metallischen Hülse (71) umgeben ist, die als Anode schaltbar ist.
9. 9) Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass über diese metallische Hülse (71) ein isolierender Schrumpfschlauch gezogen ist.

   . - 27 -

   909843/1429
10. 10) Verfahren zur Herstellung des Elektrodenaufbaus für eine Glimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Elektroden (l) unter vorübergehendem Zwischen-' fügen von Abstandsscheiben (4l) vorgegebener Dicke an ihren Kopfstellen mit Hilfe einer Isolierbrücke (22) befestigt werden, dass die Elektroden anschliessend mit ihren Durchführungen in einer Spannvorrichtung (²O) eingespannt werden, dass dann in einen Hohlraum der Spannvorrichtung Glaspulver (Ψ2) eingefüllt wird und dass die Anordnung anschliessend zum Zwecke des Schrnelzens des Glaspulvers in einen Ofen eingebracht und dann langsam abgekühlt wird.

    909843/U29
    BAD ORIGINAL

    Le e rs e i te