DE617069C - Herstellungsverfahren fuer Glimmroehren mit selbstaendiger Entladung - Google Patents

Description

Bei der Herstellung von Glimmröhren, welche für Zwecke der Überspannungssicherung, der Strom- und Polanzeige, der Spannungsglättung, der Relaisbetätigung, der Signalgebung u. dgl. Verwendung finden sollen, besteht ein wichtiges Problem in der Erzielung einer möglichst niedrigen Zündspan-' nung. Für den Wert der Zündspannung ist, abgesehen von Elektrodenabstand und Gasfüllung, die man den jeweiligen Verhältnissen entsprechend optimal zu wählen pflegt, in erster Linie der Kathodenfall der Elektroden maßgebend. Um ihn zu erniedrigen, pflegt »man die Röhren mit einem Alkalimetall zu beschicken, das sich als Überzug auf den Elektroden niederschlägt. In Anlehnung an die mit Glühkathodenröhren gewonnenen Erfahrungen ist es auch schon vorgeschlagen, worden, das Alkalimetall nicht unmittelbar auf dem Elektrodenmetall niederzuschlagen, sondern letzteres vor Aufbringen des Alkaliüberzuges zu oxydieren. Auf allen diesen Wegen vermag man jedoch kaum unter: eine Zündspannung von 80 bis 90 Volt heran terzukommen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das auf der Basis der Erzeugung eines extrem geringen Kathodenfalles die Herstellung von Glimmröhren mit sehr niedriger Zündspannung, und zwar bis herab zu 60 oder sogar 50 Volt ermöglicht. Nach, der Erfindung wird in an sich bekannter Weise von oxydierten Elektroden ausgegangen und eine Alkalibeschickung verwendet. Statt jedoch das Al- , kalimetall nur auf die Elektroden aufzudampfen, werden diese nach der Erfindung mit überhitztem Alkalidampf reduziert, wodurch eine besondersartige Oberfläche von überaus günstigen Eigenschaften entsteht.

Ähnliche Verfahren sind zwar bereits schon zur Herstellung von Photozellen verwendet worden. Ganz abgesehen davon, daß Entladungsröhren dieser Art jedoch.stets unterhalb der Zündspannung, d. h. im Gebiet der selbständigen Entladung betrieben und regelmäßig mit Gasdrucken gefüllt werden, die weit unterhalb des zur Erzielung minimaler Zündspannungen erforderlichen Optimaldrukkes liegen, wurde die Formierung dort nur für die Erzeugung eines besonders hohen Photoeffektes eingeführt. Hierfür mußte das Formierverfahren in einer Form durchgeführt werden, die für Glimmröhren, d. h. für billige Massenartikel, praktisch niemals in Frage kommen kann. Während jedoch bei einer Photozelle der Photoeffekt über die ganze Fläche gleichmäßig verteilt sein muß, haben Versuche gezeigt, daß es bei Glimmröhren zur Herabdrückung der Zündspannung genügt, wenn eine einzige Stelle der Kathode den optimalen Oberflächenzustand erreicht, so daß bei Glimmröhren eine verhältnismäßig oberflächliche, leicht maschinell durchführbare Behandlung mit überhitztem Alkalimetalldampf zur Erzielung überaus niedrigliegender Zündspannungen genügt.

Neben der niedrigen Zündspannung erhält. man bei den erfindungsgemäß hergestellten

Glimmröhren eine besonders hohe Belastbarkeit. Der Grund hierfür dürfte darin liegen, daß nach Behandlung" mit Überhitztemi Alkalimetalldampf auf der Kathode nur eine sehr S dünne, durch" Molekulafkräfte gebundene Schicht reinen Alkalimetall verbleibt. Solche Schichten werden bekanntlich bis zu hohen Temperaturen zäh festgehalten und widerstehen auch der Belastung durch die

ίο Entladung besonders gut.

Schließlich ermöglicht die Erfindung es, innerhalb einer mit mehreren Elektroden ausgerüsteten Glimmstrecke einzelne Elektroden oder Elektrodenteile zu bevorzugen. Während nämlich alle vorher nicht oxydierten Elektroden während der Überhitzung des Alkalimetalldampfes ihre vorher etwa entstandenen Alkaliüberzüge fast restlos verlieren und hierdurch einen hohen Kathodenfall gewinnen, sinkt der Kathodenfall der vorher oxydierten Elektroden während dieses Überhitzungsvorganges auf ein Minimum.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei im einzelnen an Hand· der Abbildung erläutert. Diese stellt ein Entladungsgefäß ι dar, welches z. B. als Glimmrelais dienen soll und die drei Elektroden 2, 3 und 4 enthält. Die Elektrode 2 diene als Kathode und sei z. B. aus Silberblech hergestellt. Bei

3d der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird diese Kathode zunächst durch Glimmen in verdünntem Sauerstoff mit einer gleichmäßigen Oxydschicht überzogen. Dann wird der Sauerstoff abgesaugt und das Alkalimetall, vorzugsweise Cäsium, .eingefüllt. Hierbei tritt bereits eine gewisse Verfärbungdes zunächst blauen Silberoxydes ein. Wird die Röhre anschließend für eine gewisse Zeit auf etwa 200⁰ erhitzt, so verfärbt sich das Silberoxyd weiter und nimmt schließlich eine gelbrosa Färbung an, während die anderen Elektroden blank bleiben. Diese besondere Färbung der als Kathode dienenden 'Elektrode 2 ist in der Zeichnung durch Schraffur angedeutet. Durch gleichzeitiges dauerndes Pumpen wird dafür Sorge getragen, daß alles überschüssige Cäsium aus der Röhre wieder entfernt wird. Nur das auf der Kathoden gebundene Cäsium bleibt zurück, und zwar auch dann, wenn man kurzzeitig die Temperatur bis auf 250⁰ steigert. Bei dieser Temperatur sind alle anderen Elektroden und die Glaswand natürlich praktisch vollkommen frei von Alkalimetallen. Anschließend wird die Röhre mit Edelgas" unter etwa 8 bis 12 mm Druck gefüllt.

An Stelle von Silber kann man natürlich auch andere Metalle, wie z. B. Kupfer oder Wolfram, als Ausgangsoberfläche benutzen. Ebenso kann man an Stelle von Cäsium z. B. das billigere Kalium einführen. Das Verfahren ändert sich hierdurch in seinem Wesen nicht; ^nur die oben angegebenen optimalen Formierungstemperaturen erfahren natürlich eine gewisse Verschiebung.

Da die Zündspannung der erfindungsgemäß hergestellten Glimmröhren eine nicht unerhebliche Abhängigkeit von der Beleuchtung aufweist, empfiehlt es sich, soweit nicht gerade die Lichtausstrahlung der Röhre benutzt werden soll, ihre Wandungen aus buntem, insbesondere blauem Glas herzustellen oder die Glocke nach dem Abschmelzen mit einem lichtundurchlässigen Überzug aus Lack, einem Phenolkondensationsprodukt o. dgl. zu versehen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Herstellungsverfahren für Glimmröhren mit selbständiger Entladung, deren Kathodenoberfläche durch Oxydation des Kathodenmaterials und durch Reduktion der Oxydschicht mit Hilfe von Alkalimetallen formiert ist, dadurch gekenn-« zeichnet, daß die Oxydschicht durch Einwirkung von überhitztem Alkalimetalldampf reduziert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen