Verfahren zum Herstellen einer Anzeigeröhre für die Lichtanzeigetechnik und die Ausleuchtung von werbetechnischen Formen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigeröhre (30) für Anzeigezwecke, insbesondere zum Einsatz in Lichtwerbeanlagen mit folgenden Schritten: In einem ersten Schritt wird ein mit einem Leuchtstoff beschlämmmtes Glasrohr manuell in eine beliebige Form (32) gebogen. In einem zweiten Schritt werden Wendelelektroden an den Enden (34) des verformten Glasrohrs eingschmolzen, wobei eine Wendelelektrode mit einem Pumpstutzen versehen ist. In einem dritten Schritt wird das Glasrohr durch externe Energiezuführung zur Oxidation störender Bestandteile der Anzeigeröhre und zur Unterstützung der Formierung der Wendelelektroden abwechselnd erhitzt und über den Pumpstutzen mit Spülgasen gespült. In einem nächsten Schritt wird das Glasrohr mit zumindest einem Gas oder einem Gasgemisch gefüllt, anschließend der Pumpstutzen vom Glasrohr abgeschmolzen und schließlich das Glasrohr eingebrannt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine nach diesem Verfahren hergestellte Anzeigeröhre sowie ein System aus einem Vorschaltgerät und einer derartigen Anzeigeröhre. Sie umfaßt weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Anzeigeröhre (30).

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigeröhre für die Lichtanzeigetechnik und die Ausleuchtung von werbetechnischen Formen, eine nach diesem Verfahren hergestellte Anzeigeröhre, ein System aus einer derartigen Anzeigeröhre mit zugehörigem Vorschaltgerät sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Anzeigeröhre.

[0002] Die Ausleuchtung von ausgeformten Schriften zum Zwecke lichtwerblicher oder lichtgestalterischer Präsentation erfolgt nach dem Stand der Technik im wesentlichen mit verformten Hochspannungs-Leuchtröhren. Diese Technologie wurde in den 20er Jahren in Deutschland entwickelt und ist seitdem nahezu unverändert geblieben.

[0003] Die Anordnung von Hochspannungs-Leuchtröhren für derartige Einsatzzwecke erfolgt meist in Reihenschaltung an einem Streufeldtransformator, der die Zünd- und Brennspannung für Zündung und stabilen Betrieb liefert. Die allgemein verwendete, maximale Leerlaufspannung beträgt 8.000 Volt, nach der neuen europäischen CENELEC-Norm nunmehr 10.000 Volt. Die Installation der Komponenten ist aufwendig, da die Sicherheitsbestimmungen für Hochspannungsanlagen, vorgeschrieben in der VDE 0128 (bzw. europäische Nachfolgevorschrift), gelten. Die Leitungen erfordern einen entsprechenden Isolationsgrad und die Befolgung relativ komplizierter Verlegevorschriften.

[0004] Die Lichtausbeute von Hochspannungs-Leuchtröhren ist sehr gering, sie liegt zwischen 6 und 15 lm/W. Um ausreichende und effektvolle Ausleuchtungsergebnisse, insbesondere bei Anordnung hinter transluzenten Materialien, zu erzielen, sind in der Praxis Parallel-Mehrfachanordnungen von Hochspannungs-Leuchtröhren üblich. Dies führt zu hohen Kosten für Materialkomponenten und Lohnleistungen.

[0005] Die Lebensdauer derartiger Leuchtsysteme liegt in der Praxis bei 10.000 bis 15.000 Brennstunden. Infolge in den letzten Jahren zunehmend festzustellender technologischer Verkürzungen durch Kostendruck, ist die Qualität und damit die wirtschaftliche Betriebsdauer eher rückläufig.

[0006] Figur 1a zeigt beispielhaft die Verwendung einer Hochspannungsröhre nach dem Stand der Technik, um einen Blockbuchstaben L darzustellen. Die Hochspannungsröhre 10, die hierzu in einer auszuleuchtenden lichtdurchlässigen Form 12 angeordnet ist, ist an die Sekundärseite eines Hochspannungstransformators 11 angeschlossen. Während die Spannung U₁ an der Primärseite des Transformators 11 der Netzspannung entspricht, berechnet sich die Spannung U₂ an der Sekundärseite aus dem Kathodenfall (ca. 300 V pro Röhre) plus dem Brennspannungsbedarf von ca. 400 V pro Meter Rohrlänge.

[0007] Figur 1b zeigt als alternativen Stand der Technik die Verwendung von Standard-Leuchtstofflampen zur Ausleuchtung lichtwerblicher Anzeigen als Ersatz von Hochspannungs-Leuchtröhren. Niederspannungs-Standard-Leuchtstofflampen sind in länglicher, d. h. gestreckter, kreisförmiger, U-förmiger oder Kompaktform erhältlich. Figur 1b zeigt die Verwendung zweier Niederspannungs-Standard-Leuchtstofflampen 14 und 16 zur Ausleuchtung einer lichtdurchlässigen Form 18, um einen Block-Buchstaben L darzustellen. Bei Verzicht auf die lichtdurchlässige Form 18 ergäbe sich ein ästhetisches Problem, da die gewünschte Form nur sehr vereinfacht darstellbar ist und außerdem die Anschluß- und Halterungstechnik störend sichtbar würde.

[0008] Soll der Buchstabe L jedoch in einer charakteristischeren, ästhetisch ansprechenderen Form, wie beispielsweise in Figur 1c dargestellt, ausgeleuchtet werden, ist hierbei wie folgt vorzugehen: Hinter einer Form 20, die größtenteils abgedunkelte Bereiche 22 aufweist und lediglich im Bereich 24 des darzustellenden L lichtdurchlässig ist, ist eine Niederspannungs-Standard-Leuchtstofflampe 26 angeordnet. Dadurch daß lediglich der Bereich 24 lichtdurchlässig ausgebildet ist, kann ein Betrachter Licht lediglich in der Form des Bereichs 24 erkennen. Durch Färbung des lichtdurchlässigen Bereichs 24 lassen sich die gewünschten Farbwirkungen erzielen. Die Form 20 kann nicht luftdicht ausgebildet werden, da eine Luftzirkulation zur Abführung der von der Lampe 26 erzeugten Wärme nötig ist. Durch diese Luftzuführöffnungen dringen jedoch - vom Licht angezogen - Insekten ein, die bei Berührung der heißen Lampe absterben bzw. auf der Innenseite der Form 20 Flecken hinterlassen. Auch kann durch die Öffnungen Staub eindringen. Dies führt insgesamt zu einer fleckigen, unschönen Anzeige. Für die Bildung eines Schriftzuges müssen mehrere derartige Formen 20 aneinandergereiht werden, was zu einem ästhetisch wenig ansprechenden Eindruck führt. Insbesondere sind hiermit keine Schriftzüge, wie noch im Hinblick auf Figur 15 ausgeführt werden wird, erzeugbar. Insofern ist diese des öfteren angewendete Vorgehensweise auch kein ausreichender Ersatz für die Hochspannungs-Ausleuchtungsröhre.

[0009] Aus der DE 31 12 878 ist eine Niederdrucklampe bekannt, die zur Formgebung in eine Form eingeführt wird. Damit lassen sich Standardformen herstellen.

[0010] Bei einem aus der DE 22 12 536 bekannten Verfahren zur Herstellung von Lampen wird auf das herkömmliche Abschmelzen des Stiels an die Lampe, das Evakuieren des Lampenkolbens durch ein Absaugrohr im Stiel sowie das Anbringen von Kontaktstiften an die Stiele nach Bearbeitung des Lampeninneren verzichtet.

[0011] Die DE 34 39 874 betrifft wiederum die Herstellung von Leuchtstofflampen in Standardformen.

[0012] Ebenso beschreibt die DE 27 24 528 eine Leuchtstofflampe, die unter Verwendung einer aufwendigen Biegevorrichtung hergestellt wird.

[0013] Auch die DE-PS 892 505 beschreibt eine Leuchtstofflampe, die durch maschinelles Biegen hergestellt wird.

[0014] Aus der EP 203 194 ist eine Leuchtstofflampe bekannt, die aus standardisierten U-Typen zusammengesetzt ist, wobei im Ergebnis nur W-Typen und WW-Typen hergestellt werden.

[0015] Die DD 267 349 beschreibt ein Verfahren zum Spülen und Füllen einer Niederdruckgasentladungslampe, wobei beim Pumpen die Gase auf der einen Seite in das Glas hinein-, auf der anderen Seite aus dem Glas herausgeleitet werden.

[0016] Aus der DE 30 03 700 ist ein Verfahren zum Evakuieren einer Leuchtstoffröhre beziehungsweise -lampe bekannt.

[0017] Die DE 34 39 326 betrifft eine Auspumpvorrichtung für Kolben elektrischer Lampen, insbesondere ringförmige Leuchtstofflampen. Sie beschreibt die Verwendung einer Biegemaschine zur maschinellen Fertigung von Standardlampen.

[0018] Die DD 133 381 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Entladegefäßes für Hochdrucklampen.

[0019] Die DD 52 494 beschreibt ein Verfahren zum Verschmelzen von Pumprohren, insbesondere bei Leuchtstofflampen.

[0020] Schließlich ist aus der DE 32 12 276 eine U-förmige Leuchtstofflampe bekannt, bei der eine Zündhilfe in der Nähe der Elektroden aufgebracht ist.

[0021] Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeröhre vorzuschlagen, dessen danach hergestellte Anzeigeröhre für lichtwerbliche oder lichtgestalterische Präsentation geeignet ist, ein wesentlich besseres Verhältnis aus Lichtstrom und aufgewendeter elektrischer Leistung als im Stand der Technik bereitstellt, und hinsichtlich des Installationsaufwands unkompliziert ist.

[0022] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem zunächst ein mit Leuchtstoff beschlämmtes Glasrohr manuell in eine beliebige Form gebogen wird. Anschließend werden an beiden Endseiten des verformten Glasrohrs Wendelelektroden eingeschmolzen, wobei eine Wendelelektrode mit einem Pumpstutzen versehen ist. Anschließendes Erhitzen des Glasrohrs durch externe Energiezuführung dient der Oxidation störender Bestandteile des Rohlings und der Formierung der Wendelelektroden. Erhitzen des Glasrohlings und Spülen des Rohres mit Spülgas sorgt für Entfernen der gasförmigen Schadstoffe mittels Pumpvorrichtung über den Pumpstutzen. Anschließend wird das Rohr mit dem erforderlichen Gas- oder Gasgemisch und, soweit erforderlich, unter Zugabe von Quecksilber gefüllt, vom Pumpstutzen abgeschmolzen und sodann eingebrannt.

[0023] Als Gas bzw. Gasgemisch kommen bevorzugt reines Neon, für sogenannte Rotentladungssysteme, die nur rot leuchten können, oder eine Mischung aus Neon-Argon-Stickstoff in Verbindung mit Quecksilber, für sogenannte Blauentladungssysteme, die alle Leuchtfarben ermöglichen, in Betracht.

[0024] Eine nach diesem Verfahren hergestellte Anzeigeröhre, die keinesfalls Beleuchtungszwecken, sondern nur Anzeigezwecken dient, hat darüber hinaus eine Vielzahl von gewichtigen Vorteilen.

[0025] In Ausführungsbeispielen konnten Anzeigeröhren mit einem Verhältnis von Lichtstrom zu elektrischer Leistung von 30 bis 70 lm/W (Lichtausbeute) realisiert werden. Damit ist die Energiebilanz um ein Vielfaches besser als bei den Hochspannungs-Leuchtröhren gemäß dem Stand der Technik.

[0026] Eine derart hergestellte Anzeigeröhre wird lediglich mit Niederspannung betrieben, weshalb die maximale auftretende Spannung im Bereich der Netzspannung liegt. Daraus ergeben sich wesentlich geringere Anforderungen an den Montageaufwand, die Sicherheitsanforderungen sowie hinsichtlich des Materialeinsatzes. Während beim Stand der Technik gemäß den Hochspannungs-Leuchtröhren für die Montage ein Neonfachmann mit Zulassung des zuständigen örtlichen Energieversorgungsunternehmens (Hochspannung!) nötig war, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein beliebiger Elektriker eine derartige Röhre anschliessen, insbesondere können erfindungsgemäße Anzeigeröhren nach den Niederspannungs-Installationsvorschriften installiert werden und sind damit sicherheitstechnisch unproblematisch. Dies alles resultiert in wesentlich geringeren Montagekosten.

[0027] Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Anzeigeröhre läßt sich überdies durch Einsatz eines Lichtfühlers oder Beleuchtungsstärkemessers in Verbindung mit einem mehrstufigen Vorschaltgerät und der Wendelheizung der Elektroden an die Umgebungshelligkeit in einer geeigneten, weiter unten dargestellten Anschaltung anpassen.

[0028] Während die Hochspannungs-Anzeigeröhren aus dem Stand der Technik bei niedrigen Umgebungstemperaturen eine schlechte Ausleuchtungsqualität liefern, d. h. das Bild ist fleckig und inhomogen, ergeben sich beim Kältebetrieb der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre durch den höheren Betriebsstrom deutlich günstigere Verhältnisse. Derartig hohe Betriebsströme, die für die hohe Lichtausbeute der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre ursächlich sind, lassen sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Hochspannungsröhren nicht erzielen. Hochspannungsröhren für Werbezwecke, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, werden mit ca. 15 bis 100 mA betrieben. Sog. Slimlineröhren, für die sehr große Transformatoren benötigt werden, und die deshalb für die Verwendung in der Lichtanzeigetechnik ungeeignet sind, werden mit Betriebsströmen bis zu 300 mA betrieben. Im Gegensatz dazu beträgt der Betriebsstrom in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre 170 bis 600 mA.

[0029] Durch das Dauerheizen der Elektrodenwendel wird ein flackerfreies Einschalten mit definiertem Einschaltzeitpunkt erzielt, wodurch diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre zum Aufbau von Darstellungen mit hohen Schaltfrequenzen, z.B. für digitale oder analoge Betriebswertdarstellungen (Zählanzeige, Uhren, Spielstandsanzeigen für Sportstadien, usw.) eingesetzt werden kann.

[0030] Aufgrund der Verwendung von Niederspannung ist auch der Wartungsaufwand deutlich geringer als bei den Anzeigeröhren nach dem Stand der Technik, während die Lebensdauer zumindest gleich hoch, wenn nicht höher liegt.

[0031] Das Verfahren erfordert zum reibungslosen Betrieb eine zusätzliche Ionisierungshilfe, die in Form von Zündhilfen wie Zündstreifen, Glühstarter, Kondensatorschaltungen ausgebildet sein kann. Beim Betrieb der Röhre mit elektronischem anstelle eines induktiven oder kapazitiven Vorschaltgeräts wird diese Funktion vom Vorschaltgerät übernommen, da hier das Verhältnis von Widerstand der Entladungssäule zu erforderlicher Zündenergie günstiger ist.

[0032] Zum Dimmen der Anzeigeröhre kann in Verbindung mit dem Vorschaltgerät eine Dimmvorrichtung vorgesehen sein, im Fall eines induktiven Vorschaltgeräts beispielsweise eine Drossel mit mehreren Abgriffen bzw. eine Serienschaltung mehrerer Drosseln mit dazwischenliegenden Abgriffen oder ein für eine entsprechende Funktion ausgebildetes elektronisches Vorschaltgerät. Der für die Heizung der Wendelelektroden verwendete Heiztransformator kann ebenfalls bereits im Vorschaltgerät vorgesehen sein.

[0033] In besonders vorteilhafter Weise kann mit der Anzeigeröhre ein Lichtfühler (Leuchtdichtemesser mit Schaltfunktion) verbunden sein. Im Zusammenwirken mit der Dimmvorrichtung kann somit beispielsweise in der Dämmerung die Lichtleistung erhöht werden und dann stufenweise bei zunehmender Dunkelheit wieder zurückgeschaltet werden. Beim Dimmen ist zu beachten, daß durch die Absenkung der Anzeigeröhrenspannung der Wendelstrom verringert wird. Bei Unterschreiten einer vorbestimmten Anzeigeröhrenspannung kann dies eine Dauerheizung der Wendeln erfordern, damit der reduzierte Energiefluß durch den Heizstrom kompensiert wird. Andernfalls würde die Gefahr einer Zerstörung der Anzeigeröhre oder zumindest der Unmöglichkeit des Wiederzündens bestehen.

[0034] Je nach Wahl des Leuchtstoffs bzw. des Leuchtgasgemisches lassen sich unterschiedliche Farben realisieren.

[0035] Die Zünd- und Lampenspannung der unterschiedlichen hergestellten Rohrlängen der Anzeigeröhre, die sich aus dem Gestaltungs- und Einsatzzweck ergeben, werden durch die Wahl des geeigneten Vorschaltgeräts dem Bedarf angepaßt.

[0036] Die erfindungsgemäße Anzeigeröhre kann auf verschiedene Weise betrieben werden: Bei Dauerbetrieb der Anzeigeröhre werden die Wendelelektroden bis zum Zünden vorgeheizt, dann wird die Heizung abgeschaltet. Diese Betriebsart findet vorzugsweise dann Anwendung, wenn keine hohe Schalthäufigkeit erforderlich wird, also z.B. in einer Werbeanlage, die abends eingeschaltet und morgens ausgeschaltet wird.

[0037] Bei hoher Schalthäufigkeit mit definiertem Einschaltzeitpunkt oder in Effektschaltungen mit beabsichtigten stetigen Betriebswerteveränderungen, wie z.B. mittels Phasenanschnittsteuerung, muß die Dauerheizung angewendet werden, d.h. die Wendeln liegen nach Inbetriebsetzung der Gesamtanlage dauernd an der Heizspannung und werden durch den jeweiligen Schaltimpuls des Impulsgebers, z.B. in Form eines elektronischen Uhrenbausteins, gezündet.

[0038] Für die Anwendung mit einer erfindungsgemäßen Anzeigeröhre ist insbesondere ein Vorschaltgerät vorteilhaft, dessen äußere Form derart gestaltet ist, daß es in die Anzeigeröhre einbaubar ist. Dies wird ermöglicht bei einem erfindungsgemäßen System aus Anzeigeröhre und Vorschaltgerät aufgrund der niedrigen verwendeten Spannungen, weshalb die Vorschaltgeräte kleiner als im Stand der Technik gehalten werden können. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

[0039] Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:

Figur 1

Lichtwerbeanzeigen beleuchtet mit einer Hochspannungs-Leuchtstofflampe bzw. Niederspannungs-Leuchtstofflampen nach dem Stand der Technik;

Figur 2

eine Lichtwerbeanzeige beleuchtet mit einer erfindungsgemäßen Anzeigeröhre;

Figur 3

eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Anzeigeröhre;

Figur 4a

eine Beschaltung der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre für Vorheizung bei Gegenschaltung;

Figur 4b

eine Beschaltung der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre für Vorheizung bei Zuschaltung;

Figur 5

eine Beschaltung einer erfindungsgemäßen Anzeigeröhre für Dauerheizung;

Figur 6

eine Beschaltung zweier erfindungsgemäßer Anzeigeröhren für Dauerheizung;

Figur 7

eine Beschaltung für Dauerheizung von fünf erfindungsgemäßen Anzeigeröhren;

Figur 8

den Einsatz dreier erfindungsgemäßer Anzeigeröhren in einem elektronischen Farbmischer bei Dauerheizung;

Figur 9

eine Beschaltung einer erfindungsgemäßen Anzeigeröhre für Dauerheizung mit Spannungsüberhöhung;

Figur 10

eine Beschaltung einer erfindungsgemäßen Anzeigeröhre für Dauerheizung mit Spannungsüberhöhung für elektronische Steuerung;

Figur 11

eine erfindungsgemäße Anzeigeröhre in einer Ausbildung als Segment einer 7-segmentigen Anzeige;

Figur 12

eine 7-Segment-Anzeige unter Verwendung von sieben erfindungsgemäßen Anzeigeröhren;

Figur 13

vier Vorheiztransformatoren für unterschiedliche Einsatzzwecke;

Figur 14

ein Vorschaltgerät, das ein stufiges Dimmen ermöglicht;

Figur 15

schematisch die Verwendung des erfindungsgemäßen Anschlußsystems bei der Darstellung eines Buchstabens "S";

Figur 16

Ausführungsformen eines Adapters, den das erfindungsgemäße Anschlußsystem umfaßt, und Beispiele der Verwendung unterschiedlicher Adapterausführungsformen; und

Figur 17

ein Beispiel unter Verwendung mehrerer erfindungsgemäßer Anzeigeröhren.

[0040] Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anzeigeröhre 30, die eine wunschgemäße Form, hier ein geschwungenes L, hat und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Strichliert ist eine lichtdurchlässige optionale Form 32 eingezeichnet. Weiterhin sind die Lampenenden 34 eingezeichnet, die in vergrösserter Darstellung in Figur 3 abgebildet sind.

[0041] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeröhre für Anzeigezwecke, beispielsweise zum Einsatz in Lichtwerbeanlagen, als Ausleuchtungslichtquelle sowie für geformte, linienförmige architektonische Lichtgestaltungen, wird in einem ersten Schritt ein mit einem Leuchtstoff beschlämmtes Glasrohr manuell in eine beliebige Form gebogen. Hierzu wird das Glasrohr 30 an den jeweils zu biegenden Stellen bis zu einer Temperatur erhitzt, so daß sie anschließend von einem Glasbläser in die gewünschte Form gebogen werden kann. In einem nächsten Schritt werden an jedem Ende des nunmehr verformten Glasrohrs Wendelelektroden 36, siehe Figur 3, eingeschmolzen, wobei zumindest eine Wendelelektrode mit einem Pumpstutzen 38 versehen ist. Durch externe Energiezuführung, beispielsweise durch ein Hochfrequenzgerät oder einen Heizofen, wird das Glasrohr erhitzt, um zum einen die Oxidation störender Bestandteile des Rohlings zu bewirken und um andererseits die Formierung der Wendelelektroden herbeizuführen. Dabei handelt es sich um den Umwandlungsprozeß der auf den Metallelektroden aufgetragenen Aktivierungspaste in ein Wolframoxid, welches für die Ladungsträgeremission benötigt wird. Weiterhin werden Spülgase in das Glasrohr eingebracht und zusammen mit den entstandenen Gasen in einer Pumpvorrichtung über den mindestens einen Pumpstutzen aus dem Glasrohr entfernt. Diese Schrittfolge des Erhitzens und Spülens wiederholt sich sooft, bis sich die unerwünschten chemischen Bestandteile unter einer bestimmten Grenze befinden. Anschließend wird die Röhre bis zu einem bestimmten Unterdruck über den Pumpstutzen leergepumpt, mit dem erforderlichen Gas bzw. Gasgemisch und, soweit erforderlich, unter Zugabe von Quecksilber gefüllt, vom Pumpstutzen abgeschmolzen und sodann eingebrannt.

[0042] Die Ausheiztemperatur liegt in Glasrohrmitte etwa in einem Bereich zwischen 350 und 550 °C, vorzugsweise 400 °C, und an den Elektroden in einem Bereich von 1.000 bis 1.200 °C, vorzugsweise 1.100 °C.

[0043] Während bei einer Hochspannungsröhre diese Temperatur durch Strombelastung der dort vorhandenen Becherelektroden durch einen angeschlossenen Bombarder erzielt würde, wären die in der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre verwendeten Wendelelektroden dafür nicht geeignet. Die empfindlichen Glühwendeln würden, wollte man die Ausheiztemperatur nach dem Stand der Technik gemäß der Hochspannungsröhre durch Elektrodenglühen erzielen, durchbrennen.

[0044] Deshalb muß der erforderliche Wärmeeintrag extern, z.B. unter Verwendung eines Ausheizofens, erfolgen. Dieser wird neben dem Pumpstand so plaziert, daß sowohl Pumpstengel, als auch die hitzegeschützte elektrische Zuleitung durch die Wandung des Ofens durchgeführt wird. Die Röhrenrohlinge werden in den Ofen in geeigneter Weise eingebracht, an den Pumpstengel angeschmolzen und die Elektroden an die elektrische Zuleitung angeschlossen. Dann wird der Ofen auf eine Temperatur von ca. 350 - 550 °C hochgefahren, wobei die gesamte Anzeigeröhre möglichst gleichmäßig auf diese Temperatur zu bringen ist, über Pumpstand und Pumpstengel das bekannte Pumpverfahren durchgeführt und die Elektroden durch einen Stromeintrag von ca. 500 bis 1000 mA formiert. Durch diesen kurzzeitigen Stromfluß über die Elektrodenwendeln für eine Dauer von 1 bis 2 Minuten mittels eines außerhalb des Ofens befindlichen Netzgeräts werden hierbei Temperaturen von 1000 bis 1200 °C an den Elektroden erzeugt. Danach werden die Röhren zwischengekühlt, gespült, entleert, gasgefüllt, heruntergetempert, abgeschmolzen und anschließend eingebrannt.

[0045] In einem weiteren Schritt kann als Ionisierungshilfe ein Zündstreifen auf der Anzeigeröhre aufgebracht werden. Dafür geeignet ist beispielsweise ein Metallfolienstreifen, der einen Masseanschluß erhält. Andere Arten der Aufbringung eines Zündstreifens sind dem Fachmann bekannt.

[0046] Um die Wendelelektroden für den Betrieb der Anzeigeröhre zur Vermeidung des schädlichen Kaltstarts auf Emissionstemperatur zu bringen, wird ein Heiztransformator verwendet, dessen Heizspannung die Elektrodenwendel zugeführt wird. Die Heizspannung, die benötigt wird, um die Zündbereitschaft der Elektrodenwendel herbeizuführen, ist vom Widerstand der Drahtwendel abhängig. Dieser ist je nach Konstruktion des Herstellers unterschiedlich und die Heizspannung muß entsprechend angepaßt werden. Die Heizspannung liegt jedenfalls in den Grenzen zwischen 5 V und 9 V. Insbesondere in Verbindung mit der beschriebenen Ionisierungshilfe wird somit ein schonendes Zündverfahren der Anzeigeröhre sichergestellt. Zu beachten ist bei der Dimensionierung, daß über eine Wendel die Summe aus Anzeigeröhren- und Heizstrom fließt.

[0047] Versuche haben einen günstigen Einfluß der Dauerheizung auf die Lebensdauer von erfindungsgemäßen Anzeigeröhren ergeben, weil vermutlich durch die gleichmäßige Wendelheizung kein ausgeprägter Brennfleck auf der Wendel entsteht und so eine punktförmige Abnutzung vermieden wird.

[0048] Figur 4a und 4b zeigen Schaltungsvarianten, die eingesetzt werden können, wenn die Anzeigeröhre im Kältebetrieb arbeiten soll und der Anzeigeröhrenstart durch ausreichende Wendelvorheizung gesichert werden muß. Die Transformatordimensionierung hat so zu erfolgen, daß die Wendel bei Unterspannung des Netzes noch die notwendige Emissionstemperatur erreicht, bei Überspannung jedoch ein Verdampfen des Emitters vermieden wird. Bei der in Figur 4a gezeigten Variante der Vorheizung, bei der die Sekundärwicklungen 40, 42 des Heiztransformators in Gegenschaltung betrieben werden, liegt bei ungezündeter Röhre am Heiztransformator und an der Anzeigeröhre die Netzspannung, minus die doppelte Heizspannung an. Am Vorschaltgerät 48 fällt bei der geringen Leerlauflast wenig Spannung ab.

[0049] Bei der in Figur 4b dargestellten Vorheizungsvariante, bei der entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet sind, sind die Sekundärwicklungen in Zuschaltung betrieben, weshalb an Heiztransformator und Anzeigeröhre ungefähr die Summe aus Netzspannung plus doppelter Heizspannung anliegen.

[0050] Im Moment des Einschaltens heizen die Heizwicklungen des Transformators die beiden Wendeln bis zur Emissionstemperatur auf. Der aufgetragene Zündstreifen 50 verringert den Längswiderstand des Anzeigerohres, so daß ein Durchzünden des Rohres ohne zusätzlichen Startimpuls erfolgt.

[0051] Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Anzeigeröhre als Ersatz für den beschriebenen Zündstreifen auch mit anderen Zündhilfen, z.B. einer Kondensatorkaskade (für schnelle Schaltfolgen) oder einem Glimmstarter (bei geringer Schalthäufigkeit) betrieben werden.

[0052] Bei der Vorheizschaltung bricht nach erfolgter Zündung die Spannung am Transformator auf die Anzeigeröhrenspannung zusammen und der Heiztransformator ist damit praktisch abgeschaltet. Bei Neigung des Netzes zu Unterspannung ist die in Figur 4b dargestellte Schaltungsvariante mit Zuschaltung, bei häufigen Überspannungen die in Figur 4a dargestellte Variante mit Gegenschaltung der Heizwicklungen zur 220 Volt-Wicklung zu bevorzugen.

[0053] Der Zündstreifen 50 muß in ein definiertes Verhältnis zur Netzspannung gebracht werden. Entweder erhält er Schutzleiterpotential oder er wird über einen Widerstand von 1 MΩ an einen Leiter angeschlossen.

[0054] Figur 5 zeigt eine Schaltungsvariante mit Dauerheizung der Wendeln.

[0055] Figur 6 zeigt eine Schaltungsvariante für Dauerheizung zum Betrieb von zwei erfindungsgemäßen Anzeigeröhren. Sie umfaßt zwei Vorschaltgeräte 50, 52, zwei Anzeigeröhren 54, 56, zwei Zündstreifen 58, 60, eine Primärseite des Heiztransformators 62, eine Wicklung 64 für die Rückführung für beide Röhren sowie pro Röhre eine Wicklung 66 bzw. 68 zur Zuführung des Anzeigeröhrenstroms.

[0056] Figur 7 zeigt eine erweiterte Schaltungsvariante für Dauerheizung, die für den Betrieb von fünf Anzeigeröhren ausgelegt ist.

[0057] Figur 8 zeigt einen unter Verwendung von drei erfindungsgemäßen Anzeigeröhren aufgebauten elektronischen Farbmischer, wobei die Anzeigeröhren in Dauerheizung betrieben werden. Dieser Farbmischer umfaßt eine erste rote Anzeigeröhre 70, eine zweite blaue Anzeigeröhre 72 sowie eine dritte grüne Anzeigeröhre 74. Jede Anzeigeröhre hat ein Vorschaltgerät 76, 78, 80 zugeordnet. Weiterhin ist eine Steuerelektronik 84 vorgesehen, die über eine Wicklung 86 mit der Primärwicklung des Heiztransformators 88 in Verbindung steht.

[0058] Bei der in Figur 9 dargestellten Schaltungsvariante kann unter Dauerheizung eine Spannungsüberhöhung erzielt werden. Eine Anzeigeröhre 90, die mit einem Zündstreifen 100 gekoppelt ist, steht über ihre Wendeln mit den Sekundärseiten 94 und 96 des Heiztransformators in Verbindung. Weiterhin ist ein Vorschaltgerät 98 vorgesehen, das sich in Serienschaltung zu einer Wicklung 102 befindet, mit der die Spannungsüberhöhung erzielt wird. Die Primärwicklung 92 des Heiztransformators liegt an Netzspannung an.

[0059] Die in Figur 10 gezeigte Abwandlung verfügt überdies über eine elektronische Steuerung 104, die beispielsweise der Steuerung der Ein- uns Ausschaltzeitdauer zur Ausführung von Lichteffekten dienen kann.

[0060] Die in Figur 9 und Figur 10 gezeigten Varianten bieten Lösungen für Anzeigeröhren, die aufgrund ihrer konstruktiven Daten auf der Basis der Netzspannung nicht betrieben werden können. Durch die Reihenschaltung der Wicklung 102 mit der Primärwicklung 92 kann eine überhöhte Speisespannung erzielt werden. Beispielsweise wenn die Netzspannung 220 Volt beträgt, kann die Wicklung 102 so dimensioniert werden, daß an ihr 40 Volt abfallen, wobei somit eine überhöhte Speisespannung von 260 Volt zur Verfügung steht (bei zugeschalteten Heizwicklungen) bzw. 245 Volt (bei gegengeschalteten Heizwicklungen) .

[0061] Der große Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß unter Beibehaltung eines technologisch und lichttechnisch sehr günstigen Glasrohrdurchmessers Rohrlängen von erfindungsgemäßen Anzeigeröhren realisiert werden können, die über 1 m Länge liegen und sehr gut die Forderung nach Ausleuchtung kleiner Flächen, aber auch nach kleinen kältefesten Ausleuchtungskörpern erfüllen.

[0062] Figur 11 zeigt eine erfindungsgemäße Anzeigeröhre 100, die derart geformt ist, daß sie in einer in Figur 12 dargestellten 7-Segment-Anzeige 110 eingesetzt werden kann. Insbesondere bei Betrieb in Dauerheizung können äußerst kurze Einschaltzeiten erzielt werden, so daß die in Figur 12 dargestellte 7-Segment-Anzeige 110 beispielsweise als Anzeigestelle einer Digitaluhr verwendet werden kann.

[0063] Figur 13 zeigt verschiedene Ausführungsformen für einen Vorheiztransformator. In Figur 13a ist die Wicklung 120 an Netzspannung angeschlossen, während die Wicklungen 122 bzw. 124 mit der einen bzw. der anderen Seite der Anzeigeröhre verbunden werden. In einem Dimensionierungsbeispiel sind die Wicklungen 122 und 124 für eine Spannung von 6,8 Volt und einen Strom von ungefähr 0,4 A jeweils ausgelegt. Figur 13b zeigt einen Vorheiztransformator, der für den Betrieb von zwei Anzeigeröhren ausgelegt ist. Die Wicklung 126 ist an die Netzspannung angeschlossen. Die Wicklungen 128 und 130 stellen die Stromzufuhr zur jeweiligen Anzeigeröhre bereit, während die Wicklung 132 als gemeinsame Stromrückleitung beider Röhren dient und deshalb für einen Stromfluß ausgelegt ist, der doppelt so hoch ist, wie der durch die Wicklungen 128 und 130. In Figur 13c ist die Wicklung 140 am Netz angeschlossen, während die Wicklungen 142 bzw. 144 mit dem Anzeigeröhreneingang bzw. dem Anzeigeröhrenausgang verbunden sind. Die Wicklung 146 dient der Erzeugung einer erhöhten Anzeigeröhrenspannung, wie sie im Zusammenhang mit Figur 9 beschrieben wurde.

[0064] Figur 13d zeigt einen Vorheiztransformator zum Betrieb einer 7-Segment-Anzeige. Die Wicklung 150 ist mit Netzanschluß verbunden, während die Wicklungen 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164 mit den jeweiligen Anzeigeröhreneingängen verbunden sind und die Wicklung 166 die gemeinsame Stromrückführung für alle Anzeigeröhren darstellt. Es ist offensichtlich, daß die Wicklung 166 für den siebenfachen Strom der Wicklungen 152 bis 164 ausgelegt sein muß.

[0065] Figur 14 zeigt ein Vorschaltgerät, das ein stufiges Dimmen der Anzeigeröhre ermöglicht. Hierfür ist eine Drossel 130 mit zwei Abgriffen 132 und 134 vorgesehen. Ein Ausgang 136 wird mit der Anzeigeröhre verbunden, während drei Eingänge 138, 140, 142 bereitgestellt sind, die drei Leistungsbereichen entsprechen, wobei der Leistungsbereich des Eingangs 138 der größte und der Leistungsbereich des Eingangs 142 der niedrigste ist. Die Umschaltung zwischen den einzelnen Leistungsbereichen kann elektronisch erfolgen. Das Vorschaltgerät kann überdies mit einem Beleuchtungsstärkemesser zur Bestimmung der Umgebungshelligkeit verbunden werden, der beispielsweise eine Photozelle umfaßt und der zur Steuerung des Vorschaltgerätes verwendet werden kann. So kann beispielsweise bei einsetzender Dämmerung der Eingang mit der höchsten Leistung gewählt werden, während bei voller Dunkelheit dem Eingang mit der niedrigsten Leistung der Vorzug gegeben werden kann. Das jeweilige Vorschaltgerät kann hinsichtlich seiner Ausgangsspannung an die Länge der Anzeigeröhre angepaßt sein.

[0066] Besonders vorteilhaft ist es, den Heiztransformator in das Vorschaltgerät aufzunehmen und das Vorschaltgerät derart auszubilden, daß es in der Anzeigeröhrenkaschierung untergebracht werden kann. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung der Montage. Bei dieser Variante hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die mindestens eine Drossel und der mindestens eine Heiztransformator auf einem gemeinsamen Kern angeordnet sind.

[0067] Bei Verwendung eines elektronischen Vorschaltgeräts anstelle des soeben beschriebenen induktiven Vorschaltgeräts wird anstatt einer Drossel 130 elektronisch zwischen verschiedenen Leistungsbereichen umgeschaltet. Auch hierdurch ergibt sich die Dimmfähigkeit der erfindungsgemäßen Anzeigeröhre.

[0068] Gegenstand der Erfindung ist auch ein mit Bezug auf die Figuren 15 und 16 näher beschriebenes Anschlußsystem umfassend standardisierte Steckverbindungen, mit denen die den Anzeigeröhren zugeordneten Vorschaltgeräte auf unkomplizierte Art verbunden werden können. Dabei wird die Zuführung der Netzspannung so mitgeführt, daß sie an jeder Anschlußstelle abgegriffen und auf eine Mehrfachzuleitung verzichtet werden kann. Mit diesem Steckverbindungssystem ist es auch in besonders vorteilhafter Weise möglich, die Anordnung der einzelnen Vorschaltgeräte in den mitunter gestaltungsgemäß kompliziert geformten Röhrenkaschierungen formangepaßt einzubauen, so daß besondere Unterbringungsmöglichkeiten, z.B. in Form von extra angeordneten Gerätegehäusen, nicht erforderlich werden. Dies führt zu weiterer Kostenersparnis und Verbesserung der ästhetischen Wirkung der Gesamtanordnung.

[0069] Fig. 15 zeigt beispielhaft einen Buchstaben "S" mit einer abgewickelten Länge von 6 m. Die Technologie der Herstellung der erfindungsgemäßen Anzeigeröhren läßt nur eine Maximallänge von ca. 1,5 m für eine Anzeigeröhre zu. Werden beispielsweise daher 4 Anzeigeröhren AZ1 bis AZ4 verwendet, um das "S" zu bestücken, so werden hierfür auch 4 Vorschaltgeräte VG1 bis VG4 benötigt. Der Übersichtlichkeit halber sind die Anschlüsse der Anzeigeröhren an die Vorschaltgeräte nicht eingezeichnet. Lediglich VG4 ist mit dem Netzanschluß verbunden. An das Vorschaltgerät VG4 schließt sich in serieller Verknüpfung das Vorschaltgerät VG3, daran wiederum das Vorschaltgerät VG2 und daran schließlich das Vorschaltgerät VG1 an. Die Netzspannung wird seriell durch alle Vorschaltgeräte durchgeschleift, weshalb sich separate Anschlüsse der Vorschaltgeräte an die Netzspannung erübrigen.

[0070] Das Stecksystem für die Vorschaltgeräte, die beispielsweise bei induktiver Ausführung eine Drossel und den Heiztransformator umfassen, ist detaillierter in der Fig. 16 dargestellt. Fig. 16a zeigt zwei Beispiele für die grundsätzliche Verknüpfung. Ein Stecker 150a, der auf seiner einen Seite an eine Leitung 158a angeschlossen ist, die die Netzspannung und ggf. Steuersignale führt, weist auf seiner anderen Seite Anschlußpins zum Anschluß an eine Drossel 154 auf. Die Drossel 154 weist an ihrer anderen Seite Anschlüsse zur Verbindung mit einem Adapter 156 auf. Die andere Seite des Adapters 156 weist ebenfalls Anschlußpins zum Anschluß an die erste Seite eines Heizungstransformators 152 auf, während an der anderen Seite des Heizungstransformators 152 wiederum ein Stecker 150 b zum Weiterführen der Netzspannung und ggf. der Steuersignale an ein nächstes Vorschaltgerät anschließbar ist. Fig. 16a zeigt beispielhaft die Verbindung unter Verwendung eines 0°-Adapters (links) und eines 45°-Adapters (rechts).

[0071] Fig. 16b zeigt verschiedene Adapter 16 zum Einsatz in dem erfindungsgemäßen Anschlußsystem, die sich durch unterschiedliche Abwinklungen auszeichnen. Bevorzugt kommen Adapter mit Winkeln von 0°, 30°, 45°, 60°, und 90° zur Anwendung. Eine Realisierung beliebiger Winkel und Adapterlängen ist selbstverständlich möglich.

[0072] Für den Fachmann ist offensichtlich, daß die Prinzipien des Stecksystems bei jeglicher Art von Vorschaltgerät, z.B. elektronisches oder kapazitives Vorschaltgerät, anwendbar sind. Bei elektronischen Vorschaltgeräten schließt sich beispielsweise an einen ersten Stecker, über den die Netzspannung eingeschleift wird, das eigentliche Vorschaltgerät an. Daran folgt der winklige Adapter und darauf folgt bereits der zweite Stecker, der die Verbindung zum nächsten Vorschaltgerät herstellt.

[0073] Figur 17 zeigt ein System aus mehreren der erfindungsgemäßen Anzeigeröhren, bei dem das mit Bezug auf die Fign. 15 und 16 näher beschriebene Anschlußsystem zum Einsatz kommt. Diese Darstellung unterstreicht, daß die Montage von einem Niederspannungstechniker, d. h. einem herkömmlichen Elektriker, ausgeführt werden kann, während bei den Hochspannungs-Leuchtröhren des Standes der Technik ein Neonfachmann nötig ist. Dieses Beispiel zeigt ferner, wie die einzelnen Buchstaben durch individuell geformte Anzeigeröhren ausgeleuchtet werden. Die einzelnen Buchstaben werden, wie aus Figur 17 hervorgeht, in Parallelschaltung betrieben, während die Anzeigeröhren innerhalb der einzelnen Buchstaben in Serienschaltung betrieben werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Anzeigeröhre für Anzeigezwecke, insbesondere zum Einsatz in Lichtwerbeanlagen, folgende Schritte umfassend:

a. Manuelles Biegen eines mit einem Leuchtstoff beschlämmten Glasrohrs in eine beliebige Form;

b. Einschmelzen von Wendelelektroden an den Enden des verformten Glasrohre, wobei eine Wendelelektrode mit einem Pumpstutzen versehen ist;

d. Abwechselndes Erhitzen des Glasrohrs durch externe Energiezuführung zur Oxidation störender Bestandteile der Anzeigeröhre und zur Unterstützung der Formierung der Wendelelektroden und Spülen des Glasrohrs mit Spülgasen über den Pumpstutzen;

e. Füllen des Glasrohrs mit zumindest einem Gas oder einem Gasgemisch;

f. Abschmelzen des Pumpstutzens vom Glasrohr;

g. Einbrennen des Glasrohrs.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiterer Schritt des Aufbringens einer Zündhilfe vorgesehen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperaturen, denen die Anzeigeröhre in Schritt b. ausgesetzt wird, in Glasrohrmitte in einem Bereich von 350 bis 550 °C und an den Elektroden in einem Bereich von 1000 bis 1200 °C liegen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die externe Energiezuführung im Schritt b. durch ein Hochfrequenzgerät oder einen Heizofen erfolgt.

5. Anzeigeröhre, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Anzeigeröhre nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie mit einem kapazitiven, induktiven oder elektronischen Vorschaltgerät verbindbar ist.

7. Anzeigeröhre nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie mit einem Beleuchtungsstärkemesser zur Messung der Umgebungshelligkeit verbindbar ist.

8. System aus einem Vorschaltgerät und einer Anzeigeröhre nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorschaltgerät eine Dimmvorrichtung umfaßt.

9. System nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dimmvorrichtung eine Drossel mit mehreren Abgriffen oder eine Serienschaltung mehrerer Drosseln mit dazwischenliegenden Abgriffen steuert.

10. System nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorschaltgerät einen Heiztransformator umfaßt oder mit einem solchen kombinierbar ist.

11. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vom Vorschaltgerät erzeugte Spannung an die Rohrlänge der zu betreibenden Anzeigeröhre angepaßt ist.

12. System nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Anpassung der Spannung an die Rohrlänge das Vorschaltgerät mit Spannungsabgriffen an der Drossel oder zwischen den Drosseln versehen ist.

13. System nach einem der Ansprüche 8 bis 12 mit mindestens zwei Anzeigeröhren sowie mindestens zwei Vorschaltgeräten,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Anzeigeröhre mit einem in der Nähe der Anzeigeröhre angeordneten Vorschaltgerät elektrisch verbunden ist, weiterhin umfassend lösbare Verbindungsmittel, über die die mindestens zwei Vorschaltgeräte in Serie geschaltet sind, wobei die Netzspannung vom ersten bis zum letzten Vorschaltgerät durchgeschleift ist.

14. System nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Vorschaltgerät einen Heiztransformator und mindestens eine Drossel umfaßt und Heiztransformator und Drossel durch einen Adapter verbindbar sind, wobei der Adapter eine vorbestimmte Abwinklung aufweist.

15. System nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung eine Steckverbindung ist.

16. Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeröhre nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wendeln vor der Zündung der Anzeigeröhre vorgeheizt werden und nach dem Zünden nicht mehr beheizt werden.

17. Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeröhre nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wendeln sowohl vor, als auch nach dem Zünden der Anzeigeröhre, d.h. während des gesamten Betriebs, beheizt werden.

18. Verfahren zum Betreiben einer Anzeigeröhre nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit einer Variablen zwischen den Betriebsverfahren gemäß Anspruch 17 und Anspruch 18 hin- und hergeschaltet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Variable die Umgebungshelligkeit ist.

Zeichnung