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Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Entladungsapparates mit
einer Quecksilber enthaltenden Gasatmosphäre Die vorliegende Erfindung bezieht sich
auf Verlmssertitigen bei der Herstellung von elektrischen Entladungsapparaten mit
einer Quecksilber enthaltendeti Gasatmosphäre, wie z. 13. Leuchtröhren, deren
Innenwand niit einem lumineszierenden Stoff überzogen ist. 13ekanntlich umfaßt diese
Herstellung insbesondere den gewöhnlich Pumpen genannten Arbeitsgang, der darin
besteht, dai3 der ganze !@1>parat und insbesondere gewisse seiner Teile Erliitzutigsvorgängen
ausgesetzt werden, wobei gleichzeitig die Gase durch eine Vakuumpumpe al>gefiilirt
werden, wobei eine elektrische Entladung in dem Apparat erzeugt werden kann oder
nicht. Wenn tnan die gewünschte Quecksilbermenge in den Entladungsapparat vor dem
Pumpen einführt, kann das Ouecksilber, welches an der Wärmebehandlung hei dem Durchgang
des Apparates durch den Heizofen teilnimmt, durch seine Verdampfung dem thermischen
Emissionsvermögen der Elektroden des Apparates schaden oder die Bildung von schwärzlichen
Niederschlägen auf den Wänden veranlassen oder die lumineszierenden Stoffe angreifen,
welche diese Wände bedecken, wenn der Apparat solche aufweist. Um diesen Übelständen
abzuhelfen, nimmt man in der Praxis, insbesondere bei Apparaten mit quecksilberempfindlichen
Elektroden und einem Überzug aus lumineszierenden Stoffen, das Pumpen ohne Quecksilber
vor, welches
erst nach dem Pumpen in den Apparat eingeführt wird,
was jedoch die Einführung im Vakuum erfordert, wofür man außer der Vakuumpumpe eine
Pumpe benutzt, welche die gewünschte Quecksilbermenge in die Röhre fördert. Der
so mit dieser Pumpe hergestellte Apparat muß im Vakuum arbeiten, was seine Herstellung
verhältnismäßig verwickelt und schwierig macht. Ferner enthält die Förderpumpe bewegliche
mechanische Teile, und Nvenn diese geschmiert werden müssen, besteht die Gefahr
einer Verunreinigung des Quecksilbers.
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Die vorliegende Erfindung hilft insbesondere diesenÜbelständen ab
und vermeidet die Benutzung der Förderpumpe. Die Erfindung betrifft das bekannte
Verfahren, bei welchem man das Quecksilber in flüssigem Zustand in den Apparat einbringt,
worauf die Hülle dieses Apparates in einem Ofen erhitzt wird, während man die in
ihr enthaltenen Gase auspumpt, worauf der Apparat einer Einhrennbehandlung unterworfen
wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Quecksilber sich während
der Erhitzung im Innern des Entladungsapparates selbst befindet, und zwar in einem
Teil der Hülle des Apparates, welche sich außerhalb des Ofens befindet.
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Dieser Teil der Hülle, welcher trotzdem beim Pumpen erhitzt wird,
bildet so eine kalte Wand gegenüber dem übrigen Teil des Apparates, und infolge
des wohlbekannten Prinzips der kalten Wand zeigt (las Quecksilber keine Neigung
zu verdampfen, da die kalte Wand die etwa entstehenden Quecksill-,erdämpfe zum Niederschlag
bringt.
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Infolgedessen bringt man z. B. in dem Fall eines elektrischen Entladungsrohres,
welches an jedem Ende mit einer Elektrode versehen ist und nur an einem Ende einen
Pumpstutzen zum Auspumpen des Rohres aufweist, die gewünschte -Menge von reinem
Quecksilber durch diesen Stutzen ein, wobei das Rohr lotrecht gehalten wird, und
zwar so, daß der Pumpstutzen oben liegt. Der Durchmesser des Pumpstutzens ist genügend
groß, um den leichten Durchtritt der Flüssigkeit zu gestatten, und da (fieser Pumpstutzen
und das Rohr beide die Umgebungstemperatur haben, d. h. verhältnismäßig kalt sind,
benetzt das Quecksilber das Glas nicht und fließt leicht ab. Es vereinigt sich in
Form eines oder mehrerer Tropfen an der tiefsten Stelle des Rohres, d. h. unterhalb
der dieser Stelle am nächsten liegenden Elektrode. Hierauf wird das Rohr immer noch
in lotrechter Lage und mit seinem sich an dem unteren Teil befindenden Quecksilbertropfen
an die übliche Pumpapparatur mit seinem Pumpstutzen angeschlossen, wenn dieser Apparat
so ausgebildet ist, daß seine Vakuumleitung oberhalb der auszupumpenden Rohre liegen
muß. Das Rohr muß dagegen umgedreht und das Quecksilber an der tiefsten Stelle außerhalb
des Heizofens angesammelt werden, falls die Vakuumleitung unterhalb des auszupumpenden
Rohres liegen muß. Hierauf verhindert man während des Pumpvorganges die Verdampfung
des Quecksilbers dadurch, daß man das Rohr so anordnet, daß sein (las Quecksilber
enthaltender tiefster Punkt nicht merklich erwärmt wird, indem man z.
13. seinen unteren Teil aus dem Ofen in die umgebende Luft austreten läßt.
Während der Erwärmung stellt sich praktisch ein Umlauf dieser umgehenden Luft um
diesen unteren Teil des Rohres ein und hält diesen merklich auf der Umgebungstemperatur.
Die Erwärtnungszeit, d. h. die Verweilzeit des Rohres in dem Ofen ist im allgemeinen
kurz, insl>esonder.e wenn die Pumpvorgänge an einem mechanischen drehbaren Gestell
erfolgen. Hierauf setzt man die Pumpvorgänge fort, und sobald das Endvakuum in dem
Rohr hergestellt ist, führt man in dieses die gewünschte Gasatmosphäre ein, worauf
man es abschmilzt und den Pumpstutzen abschneidet. Es ist wohlverstanden, daß diese
Behandlungsweise nur beispielshalber angegeben wurde, und daß man z. B. das Rohr
auf jeder Seite mit einem Pumpstutzen versehen kann, so daß man das Rohr in dem
oben angegebenen Fall nicht vor seiner Anbringung an der Pumpapparatur umdrehen
muß. Der für das Pumpen nicht benutzte obere Pumpstutzen wird nach der Einführung
des Quecksilbers zugeschmolzen. Praktisch ist es stets möglich, die lotrechte Entfernung
zwischen dem Niveau des unteren Teils des Ofens und dem Niveau, auf welchem sich
der Ouecksilbertropfen befindet, sowie die Erwärmungsdauer durch den Ofen und die
Temperatur desselben so einzustellen, daß eine hinreichende Entgasung des unteren
Teils des Entladungsapparates bei Vermeidung einer störenden Verdampfung des Quecksilbers
erhalten werden kann.
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Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie,
wie man feststellen konnte, bei Röhren, deren Wand innen mit einem lumineszierenden
Überzug versehen ist, das Erscheinen von Flecken auf der Wand nach einer gewissen
Betriebszeit verhindert, welche auftreten, wenn man das Quecksilber vor dem Pumpen
einführt, und der ganze Apparat einschließlich des Quecksilbers während der Pumpvorgänge
der Erwärmung unterworfen wird.
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Gemäß der Zeichnung führt man die richtige Quecksilbermenge in flüssigem
Zustand durch den Pumpstutzen E in die Röhre F ein. Das flüssige Quecksilber gelangt
nach Durchtritt durch die Endöffnung G des Pumpstutzens E in die Röhre F, wo es
in seiner Gesamtheit infolge der Schwerkraft herabfällt, um sich bei H in Form eines
oder mehrerer Tropfen zu sammeln. Während des Pumpvorgangs darf derOfen K, welcher
die Röhre mit einem geringen Spiel umgibt, nicht mit seinem unteren Teil das Niveau
des Tropfens H erreichen, wobei sein unterer Teil z. B. bei 1 über dem Niveau der
unteren Elektrode liegt, welche man durch Wirbelströme heizt. Die Entgasung dieses
Endes der Röhre erfolgt in befriedigender Weise, wie die Erfahrung gezeigt hat.