DE1539443B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zeichenanzeigende Kathodenglimmlichtröhre mit einer oder mehreren Anoden, einer Vielzahl von in zueinander parallelen Ebenen angeordneten und die jeweilige Zeichenform aufweisenden Kathoden und einem Röhrenfuß, in welchen die Durchführungen für die Elektroden mit vorgegebenem gegenseitigen Abstand eingeschmolzen sind.

Glimmlichtanzeigeröhren mit mehreren als Zeichen ausgebildeten Kathoden sind bekannt. Jede der Kathoden ist elektrisch leitend mit einer Durchführung im Röhrensockel verbunden. Man hat jedoch, wie z. B. aus der britischen Patentschrift 908 697 oder den USA.-Patentschriften 2 991388 und 3 005 922 bekannt, zur Abstützung der einzelnen Kathoden innerhalb der Röhre zusätzliche Stege, Verstrebungen oder Stapelachsen vorgesehen, die als eigentliche Tragelemente zur Fixierung der Lage der einzelnen Kathoden dienen.

Eine bekannte Aufbauart einer Glimmlichtanzeigeröhre, die Stapelachsen zur Halterung der einzelnen

so Kathode verwendet sowie deren Nachteile ist im folgenden an Hand der F i g. 1 a, Ib und 1 c beschrieben, wobei F i g. 1 a eine teilweise aufgeschnittene Frontansicht, F i g. 1 b eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht und Fig. Ic eine verlas größerte Darstellung eines Teilquerschnittes einer*· solchen bekannten Röhre zeigt.

In den Fig. la, Ib 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 F i g. 1 a ledig die Zahl 2 als ein Beispiel angegeben; in Fig. Ib ist die zueinander parallele Anordnung einer Mehrzahl von Kathoden verschiedener Form in ihrer gegenseitigen Lage wiedergegeben. Die mit 2 bezeichnete Anode kann als Maschengitter ausgebildet sein, das eine hohe Transparenz aufweisen muß, um nicht die gute Anzeige zu stören. Sie kann auch eine einfache Form, beispielsweise die Form eines elyptischen Ringes, aufweisen. .

Die mit 3 bezeichneten Isolatoren sind als Ringscheiben ausgebildet und dienen dazu, diese Elektroden zu tragen und gleichzeitig zwischen den einzelnen Elektroden einen vorgegebenen Abstand einzuhalten. Hinter dem Elektrodensystem ist ein Schirm 4 angeordnet, der das äußere Licht abschirmt (dieser Schirm kann nötigenfalls als Anode benutzt werden). Es sind weiterhin Glimmerscheiben 5 für die Halterung und die Isolation des Elektrodensystems vorgesehen. In dem unteren Teil der Röhre sind zwer 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 Endscheibe 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 4 zwei Träger angeordnet, nämlich das innere Isolatorrohr 13 sowie dann die Jsolatoren 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 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 Alüminiumoxyd und Wasserglas 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 von 0,5 bis 1% beigemischt, um auf diese Weise die Zündspannung zu erniedrigen. Bei früheren Anzeigeröhren wurde noch ao Quecksilber (etwa 1 mg) eingefüllt, um die Schwärzung der Kolbenwand und die Verdampfung der Elektroden infolge der Kathodenzerstäubung zu verhindern. Die Ungenauigkeit der Anzeige durch Schwärzung der Kolbenwand, die gleichzeitige An- «5 zeige 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 Zerstäubungs-Effekt oder die Zerstörung der Elektroden zurückzuführen. Durch die Beimischung von Quecksilber wird der Zerstäubungs-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 aus korrosionsbeständigem Stahl, hergestellt. Als korrosionsbeständiger Stahl wird in der Regel ein Stahl mit der Zusammensetzung 18% Ni, 8% Cr, Rest Fe, verwendet. Aluminiumplattiertes Nickel ist als Schirmelektrode geeignet, und zwar wegen der grauschwarzen, rauhen Oberfläche mit geringer Reflexionseigenschaft, die durch einfache Wasserstoffbehandlung erzielbar ist. Um den Rückgang des Oberflächenisolationswiderstandes, hervorgerufen durch den Niederschlag des Zerstäubungs-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 Weich- glas verwendet wegen seines leichten Schneidens und des niedrigen Preises. Als Fußdurchführungsleiter werden Drähte aus Kupfermanteldraht üblicherweise verwendet.

Der Lichtschirm wird hinter den Anzeigekathoden angeordnet, um die Reflexion der Glimmentladung auf der Rückseite der Kolbenwand auszuschalten.

Als Material für den Schirm wird ein legierter Stahl verwendet, der Chrom enthält, beispielsweise korrosionsbeständiger Stahl der Zusammensetzung von 18% Ni, 8% Cr, Rest Fe. Die Oberfläche dieses Materials wird bei 650° C im Wasserstoffofen behandelt, oder ein aluminiumplattiertes Material wird verwendet, das man durch Überziehen einer Nickel- oder Eisenplatte mit Aluminium auf beiden Seiten erhält und das man dann auf seiner Oberfläche durch eine Behandlung bei etwa 900° C im Wasserstoffofen schwärzt. Dieses Material wird sehr weitgehend benutzt wegen seines niedrigen Preises, seines hohen Reflexionsgrades dank der rauhen Oberfläche und seiner leichten Behandlung.

Elektrisch ist der Schirm nicht angeschlossen, jedoch kann er auch als Anode 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 Anode benutzt wird.

Die folgenden Schwierigkeiten ergeben sich bei der Herstellung einer solchen üblichen Anzeigeröhre wie sie an Hand der F i g. 1 erläutert worden ist.

1. Die wechselweise Anordnung der Elektroden 1 und 2 und der in Form von Ringscheiben ausgebildeten Isolatoren 3 erfordert eine Anzahl von Herstellungsvorgängen und von großer Geschicklichkeit.

2. Die Kathoden 1 und die Fußeinführungsdrähte 12 sind mit den Zuführungsleitern 8 verbunden.

;· Wenn jedoch diese Zuführungsleiter aus dem gleichen Material und mit der gleichen Oberflächenbeschaffenheit wie die Kathoden hergestellt sind, findet eine Glimmentladung auch auf diesen Zuführungsleitern statt, so daß die Anzeigequalität fällt Deshalb müssen die folgenden Maßnahmen ergriffen werden:

a) Die Elektroden und die Zuführungsleiter werden als ein gemeinsamer Körper hergestellt, z. B. durch Photoätzung. Durch eine chemische Behandlung ausschließlich der Zuführungsleiter wird dann deren Zündspannung erhöht.

b) Als Zuführungsleiter wird ein Wolframdraht mit oxydierter Oberfläche verwendet und an die Elektrode angeschweißt.

c) Als Zuführungsleiter kann auch ein Wolframdraht verwendet werden, der mit Aluminiumoxyd überzogen ist und der an die Elektrode angeschweißt ist.

Jedoch müssen die unter a) angegebene Maßnahme der chemischen Behandlung oder die . unter b) und c) angegebenen Maßnahmen, die das Anschweißen der Drähte verschiedenen Materials betreffen, als äußerst kompliziert angesehen werden.

3. Die Anschweißung der Zuführungsleiter an die Fußdurchführungsleiter erfordert eine große Geschicklichkeit, da die metallische Oberfläche keinesfalls immer blank ist.

• 4. Die Fußdurchführungsleiter 12 müssen einer : ähnlichen Behandlung ausgesetzt werden wie die Zuführungsleiter.

Es werden daher als Zuführungsdrähte 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

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ergibt sich, daß die üblichen Anzeigeentladungs- diese Elektrode als Zahl 2 dargestellt. Ein wesent-

röhren eine Reihe von Schwierigkeiten trotz ihrer ver- liches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die

hältnismäßig einfachen Konstruktion bei ihrer Her- einzelnen Elektroden mit den Zuleitungen und den

stellung aufweisen, die eine Reihe von Fertigungs- Durchführungen einen einzigen Körper darstellen,

schritten bedeuten. Diese Röhren sind daher mit ⁵ Vorzugsweise sollen alle Kathoden so konstruiert

niedrigen Kosten schwer herstellbar. - sein; bei der Anode können jedoch die Durchfüh-

Der vorliegenden Erfindung liegVdaher die Auf- rung und die Elektrode selbst aus getrennten Teilen

gäbe zugrunde, eine neuartige Katnodenglimmlicht- bestehen.

röhre der eingangs genannten Art anzugeben, die bin- In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sichtlich ihres Aufbaus vereinfacht ist und mit gerin- ¹⁰ ist die Anode genauso einfach ausgebildet wie die gern Aufwand herstellbar ist. Kathode; sie ist zusammen mit diesen befestigt. Bei Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zu- der vorgeschlagenen Ausbildung der einzelnen Elekmindest die Kathoden an der jeweils zugehörigen troden, bei der also die Zuleitungen sowie die DurchDurchführung tragend befestigt sind und an ihrem führungen mit der Elektrode eine Einheit bilden, oberen Ende eine Führungsnase aufweisen, die in *⁵ fällt das Schweißen der Kathode weg. Damit ist die in entsprechend vorgegebenem Abstand voneinander Montagearbeit wesentlich vereinfacht. Die Einzelangeordnete Schlitze oder Aussparungen einer Iso- heiten einer Kathode, welche außer dem eigentlichen lierbrücke, die eine gegenseitige Abstützung der Kathodenelement die Zuleitung und die Durchfüh-Kathoden bewirkt, eingreifen. rung enthält, sind in F i g. 3 der Zeichnung dar-

Die Erfindung soll im einzelnen auf Grund von ²⁰ gestellt.

Ausführungsbeispielen erläutert werden, die in den In dieser Fig. 3 ist die Kathode mit 31 bezeichnet. F i g. 2 bis 16 dargestellt sind. Am Kopfende dieser Kathode ist der obere Träger 32 F i g. 2 zeigt einen aufgeschnittenen Längsschnitt vorgesehen, welcher an einer Brücke befestigt wird, einer Ausführungsform der Erfindung, während in die einerseits die Aufgabe der Halterung der ein- _%„· F i g. 3 eine Ausführungsform einer Kathode dar- ^a5 zelnen Elektroden, andererseits die Aufgabe der Ein- ** gestellt ist; haltung des gewünschten Abstandes zwischen den die Fig.4a, 4b und 4c zeigen Längsschnitte zur Elektroden der Röhre hat. Am unteren Teil der Erläuterung des Verfahrens, nach welchem der Kathode sind die Zuleitung 33, die Durchführung 34 Röhrenfuß einer solchen Entladungsröhre gemäß der und der außerhalb der Röhre liegende Teil 35 als ein Erfindung hergestellt wird; ³° gemeinsamer Draht vorgesehen. Diese aus einem in den F i g. 5 a, 5 b und 5 c sind eine Aufsicht, Stück bestehende Kathode mit ihrer Zuleitung wird eine Seitenansicht und eine Frontansicht eines das beispielsweise durch Stanzen aus einem Eisen-Nickel-Licht abschirmenden Schirmes wiedergegeben; blech von 0,25 mm Stärke oder durch Photoätzung die F i g. 6 a und 6b ziegen eine Längs- und eine hergestellt. Da die Kathode und die Zuführungs-Queransicht des oberen Befestigungsisolators·, ³⁵ leiter aus dem gleichen Material hergestellt werden, in den Fig.7a und 7b sind zwei um 90° ver- kann ein Weichglas als Einschmelzglas Verwendung setzte Längsschnitte einer anderen Ausführungsform finden. In diesem Fall kommen Eisen-Nickel-Legieder Erfindung wiedergegeben; rungen von etwa 52% Ni und 48% Fe mit einem in den F i g. 8 a und 8b sind Aufsichten auf einer Ausdehnungskoeffizienten von α = 9,7 ~ 10,1 · 10~⁶, Ausführungsform des oberen Befestigungsisolators ⁴⁰ Eisen-Nickel-Chrom-Legierungen mit 42% Ni- und des unteren, auf dem Röhrenfuß angeordneten 6% Cr und 52% Fe mit einem « = 7,5 ~ 9,8 · 10~⁶ Isolators für eine Ausführungsf onn nach den F i g. 7 a oder eine Eisen-Chrom-Legierung mit 75% Fe und und 7 b dargestellt; 25% Cr mit einem α = 10,5 ~ 11,5 · 10~⁶ in Frage, die F i g. 9 zeigt den Röhrenaufbau gemäß F i g. 7, Bei den beiden letztgenannten Legierungen ist es jedoch mit einem Sockel versehen; ⁴⁵ jedoch außerordentlich schwierig, das feste Chromin Fig. 10 ist die Prinzipschaltung für den For- oxyd zu entfernen, wenn die Oberfläche während des mierungsprozeß einer solchen Entladungsröhre Herstellungsprozesses oxydiert ist. Aus diesem gemäß der Erfindung wiedergegeben; Grunde empfiehlt sich die Verwendung der Eisenin Fig. 11 sind verschiedene Ausführungsformen Nickel-Legierung.

des oberen Befestigungsisolators dargestellt, die in ⁵° In F i g. 2 ist lediglich die Zahl 2 als Kathode dar-Verbindung mit der Erfindung Anwendung finden gestellt, jedoch benötigt man in der Praxis in der sollen; Regel die Zahlen 0 bis 9, ferner die Buchstaben A, die Fig. 12a, 12b, 12c und 12d zeigen Auf- B, C ... X, Y, Z, jeden Buchstaben fremder sichten verschiedener Ausführungsformen des Ab- Sprachen, ferner Zeichen, z.B.+,—, Komma, Dopstandsisolators; 55 pelpunkt, usw. In diesem Fall kann man die Parallelin den Fig. 13a und 13b sind eine Aufsicht und anordnung von Zahlen, Buchstaben und Zeichen ein Schnitt einer Ausführungsform einer bei der Er- wählen. Ferner kann man ebenfalls die Anode, die findung verwendeten Fußhülse dargestellt; beispielsweise aus einem maschen- oder gitterförin Fig. 14a und 14b sind eine Seitenansicht und migen Teil besteht, und die eine obere Trägerlasche, eine Aufsicht für eine Ausführungsform des Schirmes 6o eine Zuleitung, einen Durchführungsteil sowie eine gemäß F i g. 7 dargestellt und äußere Zuführung enthält, durch Ausstanzen oder in. Fig. 15 ist schließlich eine perspektivische Photoätzen aus einem einzigen Körper in gleicher Ansicht der Fußhülse gemäß F i g. 7 wiedergegeben. Weise wie die Kathoden herstellen.

Wie bereits erwähnt, ist in F i g. 2 als Ausführungs- Die" sehr kurze Zuleitung 33, die eine Länge von form der Erfindung ein teilweise aufgebrochener 65 weniger als etwa 1 mm beträgt, bietet den Vorteil,

Längsschnitt einer Anzeigeröhre 'dargestellt. 1 stellt daß eine unerwünschte Entladung von diesem Teil

eine Kathode dar, welche gleichzeitig die Zuleitung ohne irgendeine Behandlung praktisch vermieden

und die Durchführung enthält. In dieser Figur ist werden kann.

In F i g. 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 F i g. 3 mit 32 bezeichne Teil, eingesetzt, eingeklebt oder durch eine Glaslötüng befestigt wird. Die einzelnen Elektroden, wie sie beispielsweise in F i g. 3 dargestellt sind, werden hintereinander mit Hilfe von Abstandshaltern 41 und der oberen Befestigungsbrücke 22 entsprechend der Fig.4 gestapelt. Das Elektrodensystem wird darin 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 900 bis 1100° C gebracht, um dort das Glaspulver zu schmelzen. Dieser Schmelzprozeß ist in Fig.4b dargestellt. Nach der allmählichen Abkühlung werden die Spannvorrichtung 43 und die Abstandsscheiben 41 aus dem System entfernt, welches nunmehr mit dem in Fig. 4c dargestellten Fuß versehen ist. Dieser Glasfuß ist in F i g. 2 und F i g. 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 F i g. 2 befestigt. Die Ausbildung dieses Schirmes ergibt sich aus den F i g. 5 a, 5 b und 5c. 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 größer 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 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. In diesem Fall muß der auf der Rückseite des Elek-. trodensystems 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 Quecksilber gefüllt. Anschließend erfolgt die Füllung mit einem üblichen Gas, beispielsweise Neon oder Argon, und schließlich das Abziehen der Röhre.

In den Fig. 6a und 6b 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 verwendet werden.

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

ίο Teile der Elektroden eingesteckt werden.

F i g. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, wobei F i g. 7 a die Frontansicht und F i g. 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 bis 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 F i g. 7 ist mit 1 die Anzeigekathode bezeichnet, welche aus der 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 71 die Fußhülse, mit 23 der gesinterte, geschmolzene Glasfuß, mit 7 das Glasrohr und mit 4 der Schirm.

In den Fig. 8a und 8b 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 α 8,8 ~ 12 · 10~⁶ 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 obenerwähnten Eisen-Nickel-Legierung (Ni 52 °/o, Fe 48%, α = 9,7 ~ 10,1 · ΙΟ"⁶), der Eisen-Chrom-Legierung (Cr 25%, Fe 75%, α = 10,5 ~ 11,5 · ΙΟ"⁶) oder der Eisen-Nickel-Chrom-Legierung (Ni 42%, Cr 6%, Fe 52%, α = 7,5 ~ 9,8 · 10~e). Eine Eisen-Nickel-Chrom-Legierung ist jedoch ihrer leichten Bearbeitbarkeit, wegen des grünen Oxydes, das das Licht nicht reflektiert, und ihrer Festigkeit vorzuziehen.

Bei dem Zusammenbau wird zunächst der Ab-Standsisolator 3 in der Fußhülse 71 befestigt und in einer geeigneten Spannvorrichtung gehalten. Die Fußhülse 71 wird zuvor in einem Wasserstoff of en bei einem Feuchtigkeitsgrad entsprechend dem Taupunkt von 30 bis 50° C bei einer Temperatur von 1250° C gesintert, wobei der Chromoxydüberzug erzeugt wird. Dann werden die Kathoden 1 in den Abstandshalter 3 eingebracht, wobei rechtwinklige Isolierplatten, beispielsweise der Zusammensetzung (2MgO, 2Al₂O₃, 5SiO₂) oder Platten aus Zirkon-

oxyd (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

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obere Isolierbrücke eingesetzt, wobei die Isolierteile, in welche die oberen Vorsprünge der Elektroden eingesetzt werden, mit einem fein gepulverten, in einem Binder, ζ. Β Nitrozellulose, gelösten Glas überzogen werden.

Später erfolgt eine Sinterung in einem Ofen, wobei die Befestigung der Elektrodenvijisprünge in der Isolierbrücke erfolgt. In diesem Fall ist die Verwendung eines grobkörnigen Glases mit dem Korndurchmesser von 0,5 bis 1 mm für das Herunterfließen 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 1000 bis 1100° C 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 Elektrodensystems 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 F i g. 5 wird dieser Schirm mit einer Lasche 143 versehen, welche zur Innenseite der oberen Aussparung gemäß Fig. 14a und 14b abgebogen ist. Entsprechend der Darstellung nach Fig. 15 ist auf dem oberen Teil der Fußhülse71 die untere Isolierplatte 3 befestigt, hinter der zwei Laschen 151 ausgeschnitten sind. Der Schirm wird auf der Hülse befestigt, so daß die untere Lasche 143 des Schirmes mit einer der beiden Laschen 151 verbunden ist. Der Schirm ist durch Schweißung befestigt und ist mit einem elektrischen Anschluß versehen.

Für 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 F i g. 15 gebogen und mit einer anderen Lasche 151 verbunden. Diese Ausführung ist in Fig. 16 dargestellt. Der Schirm und die Zuleitung kann natürlich an einer Lasche 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 3 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 Konzentrators 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 v/erden die folgenden Schritte der Evakuierung und der Formierung erleichtert. Diese Prozesse werden in der gleichen Weise wie bei den bisher üblichen Anzeigeröhren durchgeführt.

Wenn man die Fußhülse entsprechend der Darstellung gemäß F i g. 7 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 F i g. 14 kann der Röhrenkolben mit einem Graphitüberzug entsprechend der Darstellung in F i g. 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 Paschen 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 F i g. 7 rechteckig 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 Fuß verschweißt. Wenn eine Spannung an den Fuß angelegt wird, benötigt man Isolationsmittel. Als ein solches Isolationsmittel kann ein Schrumpfschlauch verwendet werden. Ein hierfür geeigneter allgemeiner Aufbau ist in den F i g. 9 a und 9 b dargestellt.

In F i g. 9 a ist ein Ausschnitt des wesentlichen Teiles der Anordnung nach F i g. 7 mit dem Röhrensokkel wiedergegeben, während F i g. 9 b 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 zu können. Mit 95 ist ein Einsatz zur Sicherung der Zuleitungen bezeichnet. Er besteht ebenfalls aus einem sythetischen Harz wie der Körper 92. 96 stellt einen Schrumpf-

schlauch dar, der der Isolation der Metallhülse 71 dient. Gleichzeitig soll er das Licht von dem unteren Teil der Röhre fernhalten und den Sockel tragen. Dieser Schrumpfschlauch ist ein bißchen größer als der Röhrenfuß und auf den entsprechenden Teil des Fußes aufgesetzt. Durch eine Behandlung bei 100° C während einiger Sekunden hat er sich»zusammengezogen und sitzt damit fest auf dem Rönrenfuß.

Der Sockel 92 ist in der Fußhülse 71 befestigt. Zu dieser Befestigung verwendet man zweckmäßig einen hermetisch abdichtenden Kitt, 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. 9b. Wenn diese Leiter mit Ausnahme der Anodenausführung in zwei Gruppen angeordnet sind, erhält man die elektrische Verbindung wie sie in Fig. 10 dargestellt ist. 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 zehn Elektroden sind in den F i g. 8 a und 8 b wiedergegeben. Es sind jedoch verschiedene Modifikationen dieser Isolierteile möglich.

In den Fig. 11a, 11b und lic sind Aufsichten und Seitenansichten weiterer Ausführungsformen des oberen Befestigungsisolators dargestellt. Fig. 11a zeigt einen plattenförmigen Isolator mit runden Löchern. Fig. 11b zeigt einen Isolator, dessen Querschnitt trapezförmig ausgebildet ist; dieser Isolator weist rechteckförmige Löcher auf. In Fig. lic ist ein Isolator mit kreisförmigem Querschnitt und mit runden Löchern dargestellt. Der obere Teil der zu befestigenden Elektroden ist in diesen Isolierbrücken befestigt, welche 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 Größe (Breite oder Dicke) begrenzt, und zwar abhängig von der Größe des Fußes. Dieselben Bemerkungen treffen auch für die obere Befestigungsbrücke zu.

In Fig. 12a, 12b, 12c und 12d 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 F i g. 13 c wiedergegeben.

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 Massenfabrikation, herstellbar. Die Öffnungen brauchen nicht nur in ein oder zwei Linien, sondern auch nicht 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 °/o Ni, 17% Co, Rest Fe mit einem « = 4,0-10-6. Als Material für die obere Isolierbrücke und den unteren Abstandshalter wird ein Isoliermaterial verwendet, dessen hauptsächliche Komponenten aus 3Al₂O₃ und 2SiO₂ bestehen. Dieses Material besitzt einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 4,3 ~ 6,6 · 10~⁶. Verglichen mit der Ausführung, bei der Weichglas verwendet wird, ist eine Röhre,

as bei der Hartglas Anwendung findet, sehr viel wärmebeständiger, jedoch ist der Herstellungsprozeß etwas schwieriger. Im Falle der Verwendung von Keramik als Fußhülse wird das oben angegebene Material als Keramik verwendet, welches in seinen hauptsächliehen Komponenten aus 3 Al₂O₃ und 2 SIO₂ besteht. An Stelle der metallischen Fußhülse gemäß der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform kann auch eine Hülse aus Porzellan verwendet werden, wie sie in F i g. 13 dargestellt ist.

Für diese Porzellanhülse 131 wird ein Glas verwendet, dessen wesentliche Komponenten ebenfalls 3Al₂O₃ und 2SiO₂ sind. Es ist bekannt, daß dieses Material bezüglich seines Ausdehnungskoeffizienten dem verwendeten Glas sehr ähnlich ist. Fig. 13a und 13 b zeigen eine Ausführungsform 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 Porzellanhülse besitzt einen Aufbau 133 in dem die Durchführungslöcher 132 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 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 Durchführungsleitern verschiedenen Materials zuerst verschweißt 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 Röhre 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Zeichenanzeigende Kathodenglimmlichtröhre mit einer oder mehreren Anoden, einer Vielzahl von in zueinander parallelen Ebenen angeordneten und die jeweilige !Zeichenform aufweisenden Kathoden und eine,fn Röhrenfuß, in welchen die Durchführungen inir die Elektroden mit vorgegebenem gegenseitigem Abstand eingeschmolzen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Kathode (1) an der jeweils zugehörigen Durchführung (33, 34, 35) tragend befestigt sind und an ihrem oberen Ende eine Führungsnase (32) aufweisen, die in in entsprechend vorgegebenem Abstand voneinander angeordnete' Schlitze oder Aussparungen (F i g. 6 a) einer Isolierbrücke (22), die eine gegenseitige Abstützung der Kathoden bewirkt, eingreifen.

2. Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Kathoden 1 mit ihren Durchführungen (33, 34 35) und Führungsnasen (32) jeweils aus einem Teil bestehen.

3. Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch in den Röhrenfuß (23) eine Isolierbrücke (3) mit entsprechend vorgesehenen Aussparungen eingesetzt ist.

4. Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Röhrenfuß (23) aus einer Glas- oder Porzellanmasse besteht.

- ■ 5. Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Röhrenfuß auf seiner den Elektroden zugekehrten Seite eine zentrale Erhöhung aufweist.

6. Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Isolierbrücken (Fig. 8a und 8b) vorgesehenen Löcher ein- oder mehrreihig angeordnet sind.

7. Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Röhrenfuß (23) von einer metallischen Hülse (71) umgeben ist, die als Anode schaltbar ist.

8. Kathodenglimmlichtröhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über diese metallische Hülse (71) ein isolierender Schrumpfschlauch gezogen ist.

9. Verfahren zur Herstellung des Elektrodenaufbaus für eine Glimmlichtröhre nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elektroden (1) unter vorübergehendem Zwischenfügen von Abstandsscheiben (41) vorgegebener Dicke an ihren Kopf stellen mit Hilfe einer Isolierbrücke (22) befestigt werden, daß die Elektroden anschließend mit ihren Durchführungen in einer Spannvorrichtung (43) eingespannt werden, daß dann in einen Hohlraum der Spannvorrichtung Glaspulver (42) eingefüllt wird und daß die Anordnung anschließend zum Zwecke des Schmelzens des Glaspulvers in einen Ofen eingebracht und dann langsam abgekühlt wird.