DE2115909A1

DE2115909A1 - Anzeigerohre fur die Sichtbarma chung von Zeichen durch Gasionisierung

Info

Publication number: DE2115909A1
Application number: DE19712115909
Authority: DE
Inventors: Maurice Samt Egreve Merloz Pierre Chabon Coulon, (Frankreich)
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1970-04-01
Filing date: 1971-04-01
Publication date: 1971-10-14
Also published as: GB1343836A; FR2086547A5

Description

Unser Zeichen: T 1010

THOMSOF-CSF

101 Bd.Murat,

Paris 16eme, Frankreich

Anzeigeröhre für die Sichtbarmachung von Zeichen durch Gasionisierung.

Die Erfindung betrifft eine mit Gasentladung arbeitende Anzeigeröhre, insbesondere eine Röhre dieser Art, bei der die Steuerung mit niedriger Spannung erfolgt.

Es sind verschiedene Arten von Anzeigeröhren bekannt, die den Zweck haben, die Sichtbarmachung vonZeichen, Buchstaben oder verschiedenen Symbolen zu ermöglichen. Hierzu gehören die Gasentladungs-Anzeigeröhren, bei denen die "Sichtbarmachung durch die Ionisierung des-Gases erfolgt, welches die Röhre rings um Kaltkatoden erfüllt, die die sichtbar zu machenden Zeichen darstellen, wenn über einen Schalter eine Spannung zwischen den Katoden und der Anode der Röhre angelegt wird, wobei die Anode mit dem Pluspol und jede Katode mit dem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden wird.

Je nach dem Zeichen, das erscheinen soll, werden eine oder mehrere der Katoden nach einem vorgegebenen Programm durch Schließen des entsprechenden Schalters an Spannung gelegt.

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Die hierfür erforderlichen Umschaltungen stellen gerade ein wesentliches Problem bei Röhren dieser Art dar.

Bei den bekannten Gasentladungs-Anzeigeröhren sind die Katoden im ganzen Raum der Röhre verteilt, und die Anode ist im allgemeinen eine Platte, die im Abstand von der Katodengruppe in der Nähe des Röhrenkolbens angeordnet ist, oder sie ist ein Teil der Wand des Röhrenkolbens selbst. Die Katoden nehmen daher alle mehr oder weniger an der Erscheinung der Ionisierung teil, die in dem Gasvolumen stattfindet, unabhängig davon, ob ihre Schalter geschlossen oder geöffnet sind. Die Katoden, deren Schalter offen sind, verhalten sich nämlich wie Sonden und nehmen gegenüber den an Spannung liegenden Katoden ein verhältnismäßig Hohes positives Potential aa,das bei den üblichen Röhren, die beispielsweise mit einer Katoden-Anoden-Spannung von etwa 140 Volt arbeiten, mehrere 10 Volt erreichen kann« *"

Ohne daß näher auf die Umschaltanordnungen eingegangen werden soll, die herkömmlicherweiße bei Röhren dieser Art angewendet werden, ist zu bemerken, daß das Vorhandensein dieses Potentials in allen Fällen beim Schließen des Schalters sehr störend ist und das Spannungsverhalten der Schaltorgane beeinträchtigt.

Es ist dann erforderlich, Verstärker und Trennglieder anzuwenden, die ohne Nachteil die auf diese V/eise erzeugten Gegenspannungen aushalten können. Dies steht direkt im Widerspruch zu der gegenwärtigen Tendenz auf dem Gebiet der Umschaltanordnungen für Anzeigeröhren, die darauf hinausgeht, daß man vorzugsweise kleine und billige Moduln mit diskreten Schaltungseleraenten oder sogar mit integrierten Schaltungen anzuwenden sucht.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeit zu beseitigen.

Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, jede der Gasentladungen auf ein kleines Volumen rings um die betreffende Katode zu begrenzen, wobei diese Räume möglichst unabhängig voneinander gemacht werden.Dabei wird diese Abgrenzung vorzugsweise mit einer ebenen · Anode realisiert.

Nach der Erfindung ist eine Anzeigeröhre für die Sichtbarmachung von Zeichen durch Gasionisierung im Inneren eines Kolbens mit wenigstens einer Anode und mehreren Katoden gekennzeichnet durch Einrichtungen zur gegenseitigen Trennung der ionisierten Gaszonen, die um jede der Katoden bei der Ausbildung einer Eotentialdifferenz zwischen dieser Katode und der Anode entstehen*

-Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Pig.-1 eine auseinandergezogene Darstellung der Bestandteile einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre, · .

Pig.2 eine Schnittansicht der Ausführungsform von Pig.1 Im zusammengebauten Zustand,

Pig.3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils einer abgeänderten Ausführungsform der Anzeigeröhre von Fig.1 und 2,

Pig.4 eine Schnittansicht eines Teils einer weiteren Abwandlung der Anzeigeröhre von Pig.1 und 2,

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Fig.5 eine Schnittansicht eines Teils einer dritten Abwandlung der Anzeigeröhre von Fig.1 und 2,

Fig.6 eine Schnittansicht eines Teils einer vierten Abwandlang der Anzeigeröhre von Fig.1 und 2,

Fig.7 eine auseinandergezogene Darstellung der Bestandteile einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre und

Fig.8 eine auseinandergezogene Darstellung der Bestandteile einer weiteren Ausführ ungs form der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre*

1 zeigt in a as ei nand er gezogener Darstellung, eine -Attsführungsform als Beispiel für cLie er find ungs gemäße Anzeigerähre« Diese Zeichnung zeigt einen Sockel 1 in Form einer dicken Platte. Dieae trägt die Katoden 4 and. verschiedene Stützen Z and 5_f von denen später noch die Rede sein w^ird. Dieser Sockel entspricht ganz einfach dem Röhrenfuß bei Elektronenröhren und besteht im allgemeinen aus einem Glasteil, in das die Katoden und die Stützen dicht eingeschmolzen sind. Bei einer fortgeschritteneren Ausführungsform kann der Sockel aus Metall bestehen und mit Löchern versehen sein, die durch isolierende Verschlüsse abgedichtet sind, durch welche die Katoden tnd die Stützen hindurchgehen.

Die Katoden 4 sind Metallstifte, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, die vollständig durch den Sockel 1 hindurchgehen. Das gleiche gilt bei dem Ausführungsbeispiel von Fig.1 für die Stützen 2 und 3. Mit 4a sind Stifte bezeichnet, die den Stiften 4 völlig .gleich sind, aber nicht als Katoden verwendet werden, sondern als verschiedene Anschlüsse.

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Die "Platte 6 ist eine Isolierplatte, die im zusammengebauten Zustand der Röhre auf dem Sockel 1 aufliegt* Durch dieae Isolierplatte gehen auf der Höhe der verschiedenen Teile 2, 3, 4 und 4a löcher hindurch ( die nicht mit Bezugs zeichen versehen sind). Der Durchmesser derjenigen löcher, die auf der Höhe der Stützen 2, 3 liegen, ist an den Durchmesser dieser Stützen so angepaßt, daß beim Zusammenbau die Zentrierung der Platte 6 in Bezug auf den Sockel 1 in der bei Elektronenröhren üblichen Art gewährleistet ist, während die übrigen löcher einen wesentlich größeren Durchmesser als die Katoden 4 und die Anschlüsse 4a aufweisen.

Das Teil 7 ist die Anode der Röhre. Es besteht bei dem Ausführungsbeispiel von T?ig.1 aus einer dicken Metallplatte, durch die löcher (ohne Besugszeichen) hindurchgehen, die beim Zusammenbau in eine linie mit den vorhergehenden löchern gebracht werden, wobei die Anode 7 dann auf der Platte 6 aufliegt. Die lage der Anode 7 in Bezug auf den Sockel 1 und die Platte 6 wird in gleicher Weise wie bei der Platte 6 mit Hilfe der Stützen 2 eingestellt, auf welche die Anode mit enger Passung aufgesetzt wird.

Dagegen haben die in der Anode 7 angebrachten löcher, welche nach dem Anbringen der Anode jeweils eine der Katoden 4 umgeben, einen beträchtlich größeren Durchmesser als diese Katoden, so daß rings um diese Katoden ein ringförmiger Raum (Zelle) besteht, der ein wesentliches Merkmal der beschriebenen Anzeigeröhre darstellt. Auf diesen Raum ist jeweils die Gasentladung begrenzt, wenn eine Katode an Spannung gelegt wird.

Schließlich ist die Dicke der Anode 7 wesentlich größer als die freie Höhe der Katoden oberhalb der Isolierplatte bemessen, wodurch die gesuchte Abschlußwirkung zwischen der

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sichrings um eine an Spannung gelegte Katode ausbildenden Entladung und den benachbarten Katoden noch erhöht wird.

Der Anodenanschluß erfolgt an einem oder an mehreren der Anschlüsse 4a·

In der Anode 7 sind Ausnehmungen 47 angebracht,damit rings um die Stützen 3 ein freier Raum für das Anbringen der verschiedenen Teile geschaffen wird, die normalerweise in Elektronenröhren allgemein eingebaut sind, wie die Getter, und im besonderen in Gasentladungsröhren, wie die Kapseln mit Quecksilberfüllung.

Ein lichtdurchlässiger Kolben 8, beispielsweise aus Glas, vervollständigt die Röhre. Er hat bei dem Ausführungsbeispiel von I¹Ig. 1 die Form einer quaüerförmigen Kuppel, die beim Verschlafen der Röhre dicht mit dem Sockel 1 ~ verschweißt wird. Ein an dem S_ockel angebrachter Pumpstutzen 5 ermöglicht das Auspumpen der Röhre und das Einfüllen des Gases.

Fig.2 zeigt im Schnitt die charakteristische Anordnung der Teile bei einer Röhre mit dem in Fig.1 dargestellten Aufbau. Fig.2 sseigt die Katoden 4, die an dichten Einschlußstellen 40 durch den Sockel 1 hindurchgehen, sowie die mit den Löchern 16 versehene Isolierplatte 6 und die mit denLöchern 17 versehene Anode 7, die der Reihe nach auf dem Sockel aufliegen. Die das wesentliche Merkmal dieser Röhre darstellende Zelle 37, auf welche die Gasentladung begrenzt ist, ist durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen jeder Katode 4 und der Wand 27 des die Katode aufnehmenden Lochs 17 gehüdet. Wie inlig.2 erkennbar ist, sind die Entladungen, die sich um die verschiedenen Katoden ausbilden, wenn diese an Spannung

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gelegt werden, auf Räume begrenzt, die voneinander isoliert sind. .

Dadurch wird verhindert,daß dje Ionenentladung, die rings um eine Katode entsteht, wenn diese an Spannung gelegt wird, sich zu den benachbartenKatoden hin ausbreiten kann, die nicht an Spannung liegen, wodurch der Nachteil der starken Gegen3pannungen vermieden wird, die beim Anlegen einer Spannung an diese Katoden umgeschaltet werden müssen.

Diese Wirkung der Einschliessung der Gasentladung wird durch das Vorhandensein der Isolierplatte 6, welche die Zelle 37 an der Upterseite, d.h. an der Seite des Sockels 1 begrenzt, noch verstärkt.

Bei einer praktischen Ausführung der beschriebenen Röhre mit Katoden in Form von zylindrischen Stiften aus rostfreiem Stahl und einer Anode aus rostfreiem Stahl, die mit einer Neon-Argon-Mischung bei einem Druck von 30 Torr gefüllt war, wurde für ein von der Anode und einer der Katoden gebildetes Paar eine Zündspannung zwischen 133 und 135 Volt und eine löschspannung von 132 bis 135 Volt gemessen; die Röhre arbeitete oberhalb derZündung mit einem inneren Katoden-Anoden-Spannungsabfall zwischen 141 und 143 Volt bei einem Strom in der Größenordnung von 250 iiA.

Bei der gleichen Röhre wurde unter Berücksichtigung des Sperrwiderstands des verwendeten Decodierers von üblicher Art festgestellt, daß das Isolierpotential· einer nicht gezündetenKatode unter 15 Volt blieb, gegenüber etwa 40 Volt bei den herkömmlichen Röhren unter den gleichen Bedingungen.

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Das Vorhandensein der Isolierplatte 6 ergibt in einer weiteren Hinsicht einen großen Vorteil: Sie ermöglicht die Vermeidung der ungünstigen Auswirkungen der Katodenzerstäubung, welche dear Entladungsbetrieb zu eigen ist. Die Katoden zerstäubung ist bekanntlich das losreißen von Teilchen der Katoden unter der Auftreffwirkung der energiereichsten Ionen der Entladung. Diese Erscheinung hat zur Folge, daß eine Schicht des Katodenmetalls auf-den ELachen der IsoLierteile niedergeschlagen wird, die zwischen denKatoden 4 und den ihnen gegenüberliegenden Bereichen der Anode 7 enthalten sind. Diese Metallisierung, die durch die ädckre Linie der linken Zelle von Fig.2 dargasteILt ist, Läßt einen Kriechleitwert zwischen diesen Elektroden erscheineη _t der nach einer gewissen Ansaht von Betriebstunden zu einem glatten Kurzschluß zwischen diesen Elektroden führt.

Daraus ist die Gefahr einer solchen MetalLisierung für die Lebensdauer der Röhre zu erkennen. Bei der beschriebenen Röhre sind daher verschiedene Maßnahmen 2ur Verringerung der Auswirkung dieser Metallisierung vorgesehen.

Bei der Ausführungsform von Fig.3, bei welcher die Anode direkt auf dem Sockel 1 aufliegt, sind zwei Röhren 9 und 10 aus Isoliermaterial rings um die Katode 4 in das Loch 17 der Anode eingesteckt.

Die Höhen dieser Röhren, die. beide kleiner als die Dicke der Anode 7 sind, sind so bemessen, daß die Länge des Trennbereichs zwischen Katode und Anode (dicke Linie der linkenZelle) vergrößert wird.

Bei der Ausführungeform von Fig.4 liegt die Anode 7 auf dem Sockel 1 über zwei Isolierteile 11 und 12 auf, deren

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Löcher 26 bzw. 16 solche Durchmesser haben (wobei das -Loch 16 kleiner als das Loch 26 ist), daß der Kriechweg zwischen Katode und Anode (dicke Linie der linken Zelle) praktisch unterbrochen ist und die Kriechleitfähigkeit auf einen vernachlässigbaren Wert gebracht wird.

Außer diesen verschiedenen Abwandlungen sind bei der beschriebenen Anzeigeröhre weitere Maßnahmen vorgesehen, um die schädlichen Auswirkungen dieser "Metallisierung zu bekämpfen. Eine dieser Maßnahmen ist im einzelnen in Fig.5 gezeigt, in welcher wieder der Sockel 1, die Anode und eine der Katoden 4 dargestellt sind. Die freie Höhe der Katode 4 oberhalb des Sockels ist, wie im Fall von Fig.3 und 4, wieder kleiner als die Dicke der Anode 7, die direkt auf dem Sockel 1 aufliegt. Der Durchmesser der Katode 4 ist nur- sehr wenig kleiuer als der Durchmesser des Lochs 17, so daß die.Dicke d des ringförmigen Zwischenraums zwischen der Katode und der Anode zu klein ist, als daß darin eine Entladung stattfinden könnte. Diese Entladung ist daher auf den Raum begrenzt, der oberhalb der Katode liegt und zwischen der Katode und der Anode enthalten ist. Dadurch wird die Gefahr einer Metallisierung des der Katode gegenüberliegenden Teils der Anode und des Sockels selbst beträchtlich verringert, wodurch auch gleichzeitig die Gefahr des Auftretens einer Kriechleitfähigkeit zwischen den beiden Elektroden vermindert wird.

Bei der Abänderung, die im einzelnen in Fig.6. dargestellt ist, weist nur der obere Abschnitt der Katode 4 einen Durchmesser auf, der fast gleich dem Durchmesser des Lochs 17 der Anode 1 ist.

In Fig.7 und 8 sind die Abänderungen des konstruktiven Aufbaus der Röhre von Fig.1 bei zwei anderen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

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Bei der Ausführangsform von Fig.-7 sind die Katoden 4, die wieder die Form von Stiften haben, in Zeilen angeordnet, ( von denen zur Vereinfachung nur zwei dargestellt sind), und die Anode 7 ist durch senkrecht zu diesenZeilen liegende Schlitze über ihre ganze Länge in Streifen 71, 72, 73 unterteilt, deren Zentrierung durch die beiden Reihen von Stützen 2 bewirkt wird. Diese Streifen sind so geschaltet, daß sie unabhängig voneinander mit der positiven Klemme der Stromversorgung verbunden werden können, während alle Katoden der gleichen Zeile miteinander verbunden sind.

Bei der Ausführungsfora] von Fig. 8 weisen die Katoden die Form von Stäbchen 4-0 auf, und die in den Teilen und 7 angebrachten Öffnungen 60 und 70 haben eine Form, die an diejenige der Stäbchen angepaßt ist.

Patentansprüche

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Claims

Pate ntansprüche

1./Anzeigeröhre für die Sichtbarmachung von Zeichen durch Gasionisierung im Innern eines Kolbens mit wenigstens einer Anode und mehreren Katoden, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur gegenseitigen Trennung der ionisierten Gaszonen, die um jede der Katoden bei der Ausbildung einer Potentialdifferenz zwischen dieser Katode und .der Anode entstehen. ·

2. Anzeigeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen durch Abschnitte der Anode bzw. der Anoden gebildet sind, die zwischen den Katoden angeordnet sind.

3. Anzeigeröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anode ein dickes Teil ist, in dem Öffnungen angebracht sind, und daß jede der Katoden im Innern einer der Öffnungen angeordnet ist.

4. Anzeigeröhre nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben einen Sockel aufweist, durch den die Katoden hindurchgeführt sind und auf dem jede Anode aufliegt, und daß die Enden der Katoden in dem Kolben von der am weitesten vom Sockel entfernten Fläche der Anode zurückspringen.

5. Anzeigeröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anode direkt auf dem Sockel aufliegt.

6. Anzeigeröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anode auf dem Sockel über eine isolierende Unterlage aufliegt.

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7. Anzeigeröhre nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel eben ist, daß die Katoden Metal!stifte' sind, die senkrecht durch den Sockel hindurchgehen, und daß die Öffnungen in jeder Anode gerade Zylinder sind, deren Achsen mit den Achsen der Stifte zusammenfallen.

8. Anzeigeröhre nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel eben ist, und daß die Katoden leitende Stäbchen sind, die parallel zu dem Sockel angeordnet sind.

9* Anzeigeröhre nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Katoden in gleichen parallelen Zeilen angeordnet sind, daß die Katoden des gleichen Ranges in allen Zeilen jeweils entlang einer Spalte ausgerichtet sind, und daß die Anode in parallele Streifen unterteilt ist, die voneinander isoliert und durch parallel zu den Spalten verlaufende Zwischenräume getrennt sind, wobei die Zwischenräume mit den Spalten abwechseln.

10. Anzeigeröhre nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Katoden wenigstens über eine gewisse Höhe von ihrem im Innern des Kolbens liegenden freien Ende her einen Querschnitt haben, der fast gleich demjenigen der sie aufnehmenden Öffnungen ist, so daß der zwischen diesem Querschnitt und der Öffnung bestehende Zwischenraum über diese Höhe einen großen Widerstand gegen die Ionisierung aufweist.

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