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Entladungsbildeinrichtung
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Die Erfindung bezieht sich allgemein aup eine Entladungsbildeinrichtung
in der ein gewünschtes Muster durch zwischen Kathoden und Anoden hervorgerufene
Glimmentladungen dargestellt wird, und insbesondere auf eine Entladungsbiiceinrichtung,
bei der eine Entladungsfördereinrichtung zur Erzeugung einer schnellen und sicheren
Glimmentladung vorgesehen ist.
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Es gibt verschiedene bekannte Entladungsbildeinrichtungen, bei denen
auch nach Anlegen einer vorbestimmten Spannung an die Kathoden und Anoden keine
Glimmentladung erzeugt oder die Erzeugung einer Glimmentladung nach dem Anlegen
der Spannung verzögert wird, so daß die bekannten Glimmentladungsbildeinrichtungen
oftmals Schwierigkeiten bereiten.
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Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, sind verschiedene Entladungsbildeinrichtungen
vorgeschlagen worden. Bei einer
ersten bekannten Einrichtung sind
Zündflammenelektroden vorgesehen, an denen ständig eine Entladung erzeugt wird,
um eine Entladung zur Erzielung eines gewünschten Musters mit den durch die Entladung
zwischen den Zündflammenelektroden erzeugten geladenen Teilchen zu fördern. Bei
einer zweiten bekannten Vorrichtung ist radioaktive Substanz in die Röhre der Entladungseinrichtung
zur Vermeidung der obigen Nachteile eingegeben. Bei der ersten bekannten Vorrichtung
sind jedoch zusätzliche Elektroden und Schaltungsteile erforderlich und bei der
zweiten ist die Handhabung der radioaktiven Substanz schwierig.
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Durch die Erfindung soll daher eine Entladungsbildeinrichtung geschaffen
werden, die frei von den Nachteilen der bekannten Einrichtungen ist.
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Ferner soll die erfindungsgemäße Entladungsbildeinrichtung mit einer
Einrichtung zur Förderung einer Entladung versehen sein.
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Demgemäß schafft die Erfindung eine Entladungsbildeinrichtung,gekennzeichnet
durch eine durchsichtige Platte aus einem isolierenden Material, eine Grundplatte
aus einem isolierenden Material, einen Abstandshalter aus einem isolierenden Material,
der von Öffnungen durchsetzt und zwischen der durchsichtigen Platte und der Grundplatte
im Abstand von denselben angeordnet ist, wobei die Ränder der durchsichtigen Platte,
der Grundplatte und des Abstandshalters zur Bildung eines Gehäuses luftdicht abgedichtet
sind, eine erste Elektrode mit einem Leitungsdraht, die innerhalb eines von der
durchsichtigen Platte und der Grundplatte sowie der Öffnung des Abstandshalters
gebildeten Entladungsraumes angeördnet ist, eine zweite Elektrode mit einem Leitungsdraht,
welche innerhalb des Entladungsraumes im Abstand von der ersten
Elektrode
angeordnet ist, wobei eine von einer Spannungsquelle stammende vorbestimmte Spannung
an die erste und zweite Elektrode über die Leitungsdrähte zur Erzeugung einer Entladung
zwischen denselben angeordnet ist, und durch eine Entladungsfördereinrichtung, die
zur Förderung der Entladung zwischen der ersten und zweiten Elektrode in Verbindung
mit dem Entladungsraum angeordnet ist.
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Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer bekannten Entladungsbildeinrlchtung,
Fig. 2 eine auseinandergezogene Schrägansicht des wesentlichten Teils der in Fig.
1 gezeigten Entladungsbild einrichtung, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil einer
ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entladungsbildeinrichtung, Fig. 4 eine
auseinandergezogene Schrägansicht des wesentlichen Teils der in Fig. 3 gezeigten
Entladungsbildeinrichtung, Fig. 5 eine Wellenform eines Impulses, durch den die
über legenheit der Erfindung über den Stand der Technik gewährleistet wird, Fig.
6 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 einen Schnitt
durch den Hauptteil einer dritten Ausführungsform der Erfindung und
Fig.
8 eine auseinandergezogene Schrägansicht des Hauptteils einer vierten Ausführungsform
der Erfindung.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst ein Beispiel
für eine bekannte Entladungsbildeinrichtung mit Bezugnahme auf Figuren 1 und 2 erläutert.
Die Figuren zeigen einen Rahmen 1 aus isolierendem Material, ein Fensterglas oder
eine obere Platte 2 aus durchsichtigem isolierendem Material, wie Glas, und eine
Grund- oder untere Platte 3 aus isolierendem Material, wie Glas. Zwischen dem Fensterglas
2 und der Grundplatte 3 sind Abstandshalter 4 und 5 angeordnet, die aus isolierendem
Material bestehen. Die Abstandshalter 4 und 5 werden von Bohrungen oder Fenstern
4a und 5a jeweils an gegenüberliegenden Stellen durchsetzt. Paarweise erste und
zweite Elektroden sind zwischen den Abstandshaltern 4 und 5 an deren Durchbrüchen
4a und 5a angeordnet. In diesem Fall besteht die erste Elektrode oder Anode aus
Anodenelementen 6a und 6b, die über einen Leitungsdraht 6 elektrisch miteinander
verbunden sind, und die zweite Elektrode oder Kathode besteht aus Kathodenelementen
7a, 7b, ... 7g, die elektrisch voneinander getrennt und mosaikartig angeordnet sind.
Leitungsdrähte 8 sind an die Kathodenelemente 7a bis 7g jeweils angeschlossen und
ein Leitungsdraht 9 ist mit einem der Anodenelemente 6a bzw. 6b verbunden. Diese
Leitungsdrähte 8 und 9 sind unter elektrischer Isolierung durch den Rahmen 1 hindurch
an eine nicht gezeigte äußere Spannungsquelle angeschlossen und zwischen den Abstandshaltern
4 und 5 eingeklemmt und dienen auch zur Halterung der Anoden- und Kathodenelemente
6a, 6b und 7a bis 7g innerhalb eines Entladungsraumes 10, der nahe den Durchbrüchen
4a und 5a der Abstandshalter 4 und 5 und zwischen diesen gebildet ist.
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Um bei diesem bekannten Beispiel gemäß Figuren 1 und 2 den Entladungsraum
10 zwischen Fensterglas 2 und Grundplatte 3
zu erweitern, sind
die Abstandshalter 4 und 5 zwischen dem Fensterglas 2 und der Grundplatte 3 mit
Isolierplatten 11 beschichtet, und zwar zwischen dem Fensterglas 2 und dem oberen
Abstandshalter 4 bzw. zwischen der Grundplatte 3 und dem unteren Abstandshalter
5. Die Ränder der Abstandshalter 4 und 5, des Fensterglases 2 und der Grundplatte
3 sind vom Rahmen 1 aufgenommen und durch. diesen luftdicht abgedichtet, so daß
die obere und untere Platte 2 bzw. 3 ein Gehäuse der Entladungsbildanordnung bilden.
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Dieses Gehäuse wird evakuiert und sodann mit einem Edelgas, wie Neon,
Argon undloder Xenon, gefüllt, wodurch die Entladungsbildanordnung oder Glimmanzeigeröhre
gebildet wird.
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Wenn bei der oben geschilderten bekannten Entladungsbildanordnung
eine vorbestimmte Spannung selektiv an ein gewünschtes Anodenelement und ein gewünschtes
Kathodenelement angelegt wird, wird eine Entladung im Entladungsraum 10 nahe dem
Kathodenelement als gewünschtes Muster, wie ein Buchstabe, Symbol oder dergleichen
hervorgerufen, die durch den Durchbruch 4a und das Fensterglas 2 gesehen wird.
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Wie oben erwähnt, tritt bei der bekannten Entladungsbl:d einrichtung
der Nachteil auf, daß sogar beim Anlegen der vorbestimmten Spannung an die ausgewählte
Kathode und Anode überhaupt keine Entladung eintritt oder eine bestimmte Zeitverzögerung
am Beginn der Entladung nach dem Anlegen der Spannung hervorgerufen und des-halb
eine notwenàige oder zeitlich richtige Entladung nicht erzeugt wird.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden bei bekannten Vorrichtungen
Zündflammenelektroden, deren Entladung von der Außenseite der Vorrichtung nicht
sichtbar ist, oder radioaktive Substanzen verwendet, aber diese Einrichtungen bringen
Schwierigkeiten mit sich, wie oben erwähnt.
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Anhand der Figuren 3 und 4, in denen die den in den Figuren 1 und
2 verwendeten Bezugszeichen entsprechenden Bezugszeichen entsprechende Teile bedeuten,
weswegen deren Beschreibung zur Straffung weggelassen werden kann, wird nunmehr
eine erste Ausführungsforn der erfindur.gsgemäßen Entladungsbildeinrichtung beschrieben,
die den der bekannten Vorrichtung anhaftenden Nachteil nicht aufweist.
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Erfindungsgemäß ist eine Schicht aus porösem isolierendem Material,
wie Metalloxyd, in der Entladungsbildeinrichtung als Entladungsfördermittel in oder
nahe den Er..-ladungsraum 10 angeordnet. Dies wird nunmehr im einzelnen beschrieben.
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Beispielsweise kann Chromoxyd CCr2O3), Aluminiumoxyc CAl203) oder
dergleichen erfindungsgemäß als Metalloxyd verwendet werden. Ein solches Metalloxyd
besteht aus Pu~-ver und wird sodann mit einem geeigneten Bindemittel, wie Glaspulver
oder Wasserglas vermischt. Mit der so vorzereiteten Mischung wird sodann eine Isolatorplatte
oder die Oberfläche der Grundplatte 3 beschichtet, die dem Durc.X-bruch 5a des Abstandshalters
5 bei der Ausführungsform gemäß Figuren 3 und 4 gegenüber liegt, und sodann wIrC
dieselbe zur Bildung einer porösen Isolierschicht 12 auf der Grundplatte 3 gesintert.
In diesem Fall ist die poröse Isolierschicht 12 vom Abstandshalter 5 und auch von
der ersten bzw. zweiten Elektrode getrennt, wie in Figur 3 gezeigt.
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Bei dem Beispiel gemäß Figuren 3 und 4 ist die poröse Isolierschicht
12 auf der Grundplatte 3 ausgebildet, es ist jedoch möglich, daß das poröse Material
auf die Randteile der Durchbrüche 4a und 5a der Abstandshalter 4 und 5, auf die
Innenfläche des Fensterglases 2, wo die durch das Anlegen der Spannung erzeugte
Entladung nicht gestört
wird, um dieselbe durch das Fensterglas
2 zu beobachten, und/oder auf beide Oberflächen der Abstandshalter 4 und 5 aufgeschichtet
wird. Ferner kann in nicht dargestellter Weise ein poröser Isolator, der in geeigneter
Weise hergestellt sein kann, im Entladungsraum 10 angeordnet werden. Außerdem kann
statt des Metalloxyds ein geeignetes poröses Isoliermaterial als Material zur Bildung
der porösen Isolierschicht 12 verwendet werden.
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Es wurden Versuche an der erfindungsgemäßen Entladungsbildeinrichtung,
bei der die poröse Isolierschicht 12, die hauptsächlich aus Chromoxyd besteht, auf
die Grundplatte 3 in dem aus den Figuren 3 und 4 ersichtlichen Teil aufgeschichtet
ist, sowie bei der bekannten Entladungseinrichtung, die keine poröse Isolierschicht
gemäß der Erfindung aufweist, unter den gleichen Bedingungen durchgeführt und die
Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle angegeben.
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Bei den Versuchen wurden drei Arten von Impulsen verwendet. Wie in
Figur 5 gezeigt, betrugen die Impulsbreiten T p jeweils lms, 2ms und 3ms, ihre Spannung
betrug ebb, ihr Impuls zwischenraum betrug 20ms und die Entladungsanfangsspannung
ist als ez + 10 CV) gewählt.
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In diesem Fall werden die Impulse natürlich an die gewählte Anode
oder Kathode angelegt.
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Tabelle
| Relative Einschalt- 1/21 1/11 1/7 |
| dauer und Impuls- Ins 2ms 3ms |
| breite |
| Verzöge- Stand mehr als mehr als I mehr als |
| rungszeit der 1000 Mikro- 2000 Mikro- 3000 Mikro- |
| des Ent- Technik sekunden; sekunden; sekunden; |
| ladung in einigen in einigen in einigen |
| beginns Fällen wird Fällen wird Fällen wird |
| ab dem keine Er;t- keine Ent- keine Ent- |
| Anlegen ladung er- ladung er- ladung er- |
| der Span- zeugt. zeugt. zeugt. } |
| nung |
| Erfin- 180 Mikro- 160 Mikro- 140 Mikro- |
| dung sekunden; sekunden; sekunden; |
| die Entla- die Entla- die Entla- |
| dung wird dung wird dung wird |
| ohne Feh- ohne Feh- ohne Feh- |
| ler er- ler er- ler er- |
| zeugt. zeugt. zeugt. |
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Aus der obigen Tabelle geht hervor, daß die Erfindung dem Stand der
Technik überlegen ist und die Nachteile der bekannten Vorrichtungen-ausgemerzt sind.
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Der Grund für die Überlegenheit der Erfindung über den Stand der Technik
könnte in folgendem Gedanken gesehen werden.
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Durch eine erste Entladung erzeugte Ionen treten in die poröse Isolierschicht
12 ein und werden in dieser gespeichert und treten sodann aus der porösen Isolierschicht
12 in den Entladungsraum 10 aus, wo sie als Zündflamme für eine nächste Entladung
dienen, wenn eine Spannung zur Erzeugung der nächsten Entladung angelegt wird. Mit
anderen Worten, die poröse Isolierschicht 12 dient als Speicherschicht für elektrische
Ladungen oder Ionen, wodurch die Abfallgeschwindigkeit der elektrischen Ladungen
stark reduziert wird und die darin enthaltenen eiektrischen Ladungen bis zum nächsten
Anlegen
der Spannung für die Auslösung der nächsten Entladung
festgehalten werden. Wenn daher die Spannung das nächste Mal angelegt wird, treten
die in der porösen Isoliersenicht 12 gespeicherten elektrischen Ladungen sofort
aus derselben aus und fördern die nächste Entladung.
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Wie oben beschrieben, ist die erfindungsgemäße ntlaaungsbildeinrichtung
miz der Entladungsfördereinrichtung oder der porösen Isolierschicht versehen, so
daß die Entladung innerhalb einer kurzen Zeitspanne nach dem Anlegen der Spannung
wirksam ausgelöst werden kann. Ferner ist die erfindungsgemäße Entladungsbildeinrichtung
sowie die poröse Isolierschicht einfach herstellbar.
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Anhand der Figur 6 wird nunmehr eine zweite Ausführungsform der Erfindung
erläutert. Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsforin ist ein Fensterglas oder
eine obere Platte 101 aus zum Beispiel durchsichtigem Glas und eine untere oder
Grundplatte 102 aus einem isolierenden Material, wie Glas oder Keramik vorgesehen.
Zwischen dem Fensterglas 101 und der Grundplatte 102 ist durch Trennstükke 109 und
110 ein Abstandshal-tez 103 aus zum Beispiel Glas oder Keramik gehalten. Mehrere
Öffnungen 104 sind im Abstandshalter 103 zum Beispiel in einer Matrix ausgebiidet
(siehe Figur 8). Eine erste Gruppe von Elektroden 105, deren jede eine Mehrzahl
von Öffnungen 105a an den Stellen der Öffnungen 104 des Abstandshalters 103 entsprecnenden
Stellen längs querlaufender Zeilen Csiehe Figur 8) aufweist, ist auf der oberen
Oberfläche des-Abstandshalters 103 gegenseitig parallel angeordnet, so daß ihre
Öffnungen 105a jeweils mit den in quer verlaufenden Zeilen angeordneten Öffnungen
104 des Abstandshalters 103 zusammenfallen. Eine zweite Gruppe von Elektroden 106
ist auf der unteren Oberfläche des Abstandshalters 103 gegenseitig parallel angeordnet,
so daß sie die erste Gruppe von Elektroden 105 im wesentlichen rechtwinklig kreuzen
und
ebenfalls jeweils die in senkrechten Spalten angeordneten Öffnungen
104 des Abstandshalters 103 überdecken. Es ist auch möglich, daß eine Anzahl von
Öffnungen in jeder Elektrode 106 der zweiten Gruppe ähnlich wie in den Elektroden
105 der ersten-Gruppe ausgebildet ist. Wenn in diesem Falle die Elektroden 106 auf
der unteren Oberfläche des ADstandshalters 103 angebracht sind, fallen ihre Öffnungen
jeweils mit den in senkrechten Spalten angeordneten Öffnungen 104 des Abstandshalters
zusammen. Auf der inneren Umfangsfläche Weder Öffnung 104 in Abstandshalter 103
ist ein Metalloxydmaterial, das ähnlich ist, wie das die poröse Isolierschicht 12
bei der ersten Ausführungsform der Erfindung bildende Material, aufgeschichtet und
bildet poröse Isolierschichten 107 oder eine Entladungsfördereinrichtung auf den
inneren Umfangsflächen der Öffnungen 104. Der Abstandshalter 103, der die ersten
und zweiten Elektroden 105 bzw. 106 und die porösen Isolierschichten auf den inneren
Umfangsflächen der Öffnungen'104 aufweist, wie oben beschrieben, wird zwischen der
Glasplatte 101 und der Grundplatte 102 im wesentlichen parallel dazu angeordnet
und sodann werden die Platten 101, 102 und der Abstandshalter 103 an ihren Rändern
zum Beispiel mit geschmolzenem Glas 108 abgedichtet oder versiegels, wodurch die
Entladungsbildeinrichtung gebildet wird.
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In nicht dargestellter Weise sind die ersten und zweiten Elektroden
405 bzw. 106 über Leitungsdrähte mit einer ausserhalb des Gehäuses oder der Umhüllung
der Entladungsbildeinrichtung angeordneten Spannungsquelle verbunden.
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Wenn bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform -der Erfindung eine
aus der Spannungsquelle stammende vorbestimmte Spannung an ausgewählte erste und
zweite Elektroden 205 bzw. 106 angelegt wird, wird eine Entladung zwischen den ausgewählten
ersten und zweiten Elektroden durch die Öffnung 104 des Abstandshalters 103 (Entladungszelle
hindurch
sicher erzeugt, wobei die Entladungszelle dem Entladungsraum
10 bei der ersten Ausführungsform der Erfindung entspricht, und die Entladung wird
durch die Öffnung 105a der ersten Elektrode 105 und die durchsichtige Glasplatte
101 gesehen. Wenn in diesem Fall Entladungen nacheinander durchgeführt werden, lassen
sie sich sicher und mit geringerer Verzögerung mit Hilfe der porösen IsolierschIcht
1G7 in ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Ger Erfindung durchführen.
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Figur 7 zeigt den Hauptteil eine dritten Ausführungsform der'Erfindung,
bei der die in Figur 6 verwendeten Bezugszeichen die gleichen Teile bezeichnen,
so daß deren Beschreibung weggelassen werden kann.
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Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform wird cie poröse Isolierschicht
107 auf der oberen Oberfläche des Abstandshalters 103 mit Ausnahme der denselben
durchsetzenden Öffnungen 104 ausgebildet und sodann werden die ersten Elektroden
10 auf die poröse Isolierschicht 107 aw,-gebracht. Die übrige Ausbildung ist im
wesentilehen die gleicne wie bei der zweiten, in Figur 6 gezeigten Ausführungsform,
so daß nur der Abstandshalter 103, die ersten und Zweiten Elektroden 105 bzw. 106
und die poröse Isolierschicht 107 dargestellt und beschrieben sind.
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In diesem Falie ist es natürlich möglich, daß die pcröse Isolierschicht
107 auch auf der inneren Umfangsfläche jeder der Öffnungen 104 im Abstandshalter
103 wie bei dem Beispiel gemäß Figur 6 ausgebildet wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird miz Bezugnahme auf
Figur 8 beschrieben, in der die Teile, welche den in den Figuren 6 und t gezeigten
Teilen entsprechen, mit den entsprechenden Bezugszechen versehen sind. Da
auch
bei dieser Ausführungsforu die entsprechenden Teile im wesentlichen die gleichen
sind, wird zur Kürzung Obere Beschreibung weggelassen.
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Beim Beispiel der Figur 8 wird die poröse Isolierschicht 107 als ganzes
auf die obere Oberfläche der Grundplatte 102 getrennt von den zweIten Elektroden
1G6 aufgeschichtet, während der übrige Aufbau iri wesentlichen der gleiche ist wie
bei den Beispielen gemäß den Figuren 6 und 7.
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Es ist natürlich möglich, daß die zweite bis vierte Ausführungsform
zur Bildung der erfindungsgemäßen Entladungsbilcteinrichtung kombiniert werden.
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Es ist leicht zu sehen, daß die zweite bis vierte Ausführungsfonii
der Erfindung die gleiche Wirkung hervorbringen wie die In den Figuren 3 und 4 gezeigte
erste Ausführungsform der Erfindung.
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Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Erfindung eine Entladungsbildeinrichtung
oder Glimmanzeigeröhre mit einem Gehäuse schafft, in dem ein eine Öffnung zur B-idung
eines Entladungsraumes aufweisender Abstandshalter angeordnet ist, wobei im Entladungsraum
Elektroden angeordnet sind, denen eine vorbestimmte Spannung zugeführt wird. Erfindungsgemäß
ist eine Entladungsfördereinrichtung vorgesehen, die aus einer porösen Isolierschicht
aus Metailoxyd und Bindemittel besteht und zur Förderung von Entladungen oder zur
Erzeugung von Entladungen zwischen den Elektroden mit wenig oder keiner Verzögerung
bei Anlegen der vorbestimmten Spannung an dieselben in Verbindung mit dem Entladungsraum
steht.
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