DE2103057C2 - Verfahren zur Befestigung von Elektrodenelementen an Anschlußstiften einer Gasentladungsanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung von Elektrodenelementen an Anschlußstiften einer Gasentladungsanzeigevorrichtung, bei dem die Eiektrodeneiemente mit den Anschlußstiften in Berührung gebracht und durch Verschweißung elektrisch mit den Anschlußstiften verbunden werden.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 1934 135) werden Eiektrodeneiemente einzeln mit den jeweiligen Anschlußstiften verschweißt, wobei es erforderlich ist, diese Elektrodenelemente sehr genau mit den Anschlußstiften sowie gegeneinander auszurichten. Weiterhin ist es erforderlich, daß die Elektrodenelemente auch räumlich genau ausgerichtet sind, damit sich eine unterschiedliche helligkeit der Gasentladungen über die Elektrodenelemente oder zwischen einzelnen Elektrodeneleinenten ergaben. Dieses Ausrichten ist sehr zeitraubend und erfordert große Sorgfalt, wenn die Ausschußrate nicht hoch werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine sehr einfache und schnelle Befestigung der Elektrodenelemente an den Anschlußstiften ermöglicht, ohne daß ein zeitraubendes Ausrichten der einzelnen Eiektrodeneiemente mit den Anschlußstiften erforderlich ist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die einzelnen Eiektrodeneiemente bis zur abschließenden Befestigung an den Anschlußstiften Teil eines Material-Stückes, das die genaue Ausrichtung der Eiektrodeneiemente sicherstellt Die einzelnen Eiektrodeneiemente werden erst nach dem Verschweißen mit den Anschiußstiften von dem blattförmigen Materialstück sowie voneinander getrennt, so daß sich ein sehr schnelles Herstellungsverfahren bei geringer Ausschußrate ergibt.

Es ist zwar bereits bekannt (DE-OS 18 09 090), Gasentladungsröhren herzustellen bei denen die Form des Elektrodenelementes in einem Materialstück aus elektrisch leitendem Material durch eine Unterbrechung in dem Materialstück um den größeren Teil der Begrenzung des Elektrodenelementes herum geformt ist, wobei dieses Elektrodenelement durch örtliche Brücken mit dem übrigen Teil des Materialstückes verbunden bleibt. Hierbei sind die Elektrodenelemente jedoch dauernd mit dem Rest des Materialstückes verbunden und es erfolgt kein Unterbrechen der Bnickenverbindu,.g. Weiterhin dient hierbei das Materialstück zur Halterung der Eiektrodeneiemente und zur Zuführung eines elektrischen Stromes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 eine bruchstückhafte Darstellung eines blattförmigen Materialstückes mit ausgestanzten Elektroden-

elementen vor dem Verschweißen mit den Anschiußstiften der Gasentladungsanzeigevorrichtung;
F i g. 1 a eine bruchstückhafte Darstellung von trapezförmigen Brückenverbindungen zwischen den Elektrodenelementen und dem Rest des Materialstückes;

Fig. Ib eine abgeänderte Ausführungsform einer Brückenverbindung;

Fig. Ic eine bruchstückhafte Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Brückenverbindung;

Fig. Id die Befestigung eines Anodenkontaktes an einem Anschlußstift;

Fig.2 eine auseinandergezogene Darstellung der Bauteile einer Gasentladungsanzeigevorrichtung;

F i g. 2a eine perspektivische Ansicht der Grundplatte der Gasentladungsanzeigevorrichtung mit den Anschlußstiften;

Fig.3 perspektivische Ansichten zur Erläuterung von Zwischenschritten einer Ausführungsform des Verfahrens;

F i g. 4a eine bruchstückhafte Ansicht eines Teils der Fig. 4.

in Fig. I ist ein blattförmiges Materialstück in Form eines dünnen Bleches 1 mit einer Nennuicke von 0,125 mm gezeigt, das chemisch oder in anderer Weise zur Erzielung der gezeigten Umrisse der Elektrodenelemente bearbeitet wurde. Das Blech ähnelt in seiner allgemeinen Form einer Schablone, wobei Bereiche des Bleches 1 entfernt wurden, um die Elektrodenelemente 6 mit gewünschter Form zu erhalten.

Die Elektrodenelemente 6 sind aus dem Blech 1 herausgearbeitet, bleiben jedoch mit dem übrigen Teil des Blechs 1 durch mindestens eine Brückenverbindung 4,5 verbunden und können durch irgendein bekanntes Verfahren, wie z. B. Stanzen, Ätzen, Laser-Schneiden, Ultraschallgeräte, Elektroformung oder Funkenerosionsbearbeitung hergestellt werden. Befriedigende Ergebnisse hinsichtlich der Kosten und der Genauigkeit wurden durch Ätzen erzielt Hierbei wird zunächst eine Seite des Bleches 1 geätzt, bis die Hälfte der Tiefe des Materials entfernt wurde. Daraufhin wird die Ätzung von der anderen Seite des Bleches 1 vervollständigt, doch werden diesmal auch die Brückenverbindungen 4 und 5 dem Ätzprozeß ausgesetzt Auf diese Weise besteht keine Gefahr eines Bruches der Brücken verbindungen und die Dicke der Brückenverbindung kann auf irgendeinen gewünschten Wert herabgesetzt werden.

Die Elektrodenelemente 6 bleiben so mit den Randbereichen des Bleches 1 über trapezförmige oder dreieckige Brückenverbindungen 4 und mit der Innenseite der umschriebenen Teile 2 und 3 des Bleches 1 über gleiche Brückenverbindungen 5 verbunden. Die Brückenverbindungen 4 und 5 können irgendeine der in den F i g. la und ib gezeigten Formen oder Abänderungen davon aufweisen. Die einzige Bedingung, die an die Form der Brückenverbindungen zu stellen ist, besteht darin, daß sie einen ausreichend schmalen Querschnitt aufweisen, um einen Pfad mit hohem Widerstand für einen durch die Brückenverbindungen geleiteten Strom zu eizielen. Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. Ic dargestellt bei der der Querschnitt dadurch verringert ist, daß die Brückenverbindungen 4 und 5 dünner sind als benachbarte Teile des Bleches 1. Die Ausrichtung und die Größe der Elektrodenelemente 6 hängt von der Art der Zeichen ab, die von der Gasentladungsanzeigevorrichtung dargestellt werden sollen. Weiterhin weist das Blech 1 Anodenelektroden 6a auf, die mit Einkerbungen zur Erleichterung des Biegens der äußeren Enden nach dem Schweißen versehen sind, wobei die hochgebogenen Enden einen Kontakt mit einer Anode herstellen können (F i g. 2).

In F i g. 2a ist eine Glas-Grundplatte 9 zur Aufnahme einer Anzahl von Anschlußstiften in Form von hermetisch gegenüber der Grundplatte 9 abgedichteten und diese durchlaufenden Stiften S gezeigt Die Enden der Stifte 8 auf der oberen Seite der Grundplatte 9 ragen mit einem vorgegebenen Abstand hervor, wobei gute Ergebnisse mit einem Abstand von ungefähr ίο 0,125 mm erzielt wurden. Die Stifte 8 erstrecken S'ch unterhalb der unteren Oberfläche der Grundplatte 9 über eine Strecke, die zur Verbindung mit einem passenden Sockel oder anderen elektrischen Befestigungen geeignet ist Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Grundplatte 9 und der Stifte 8 besteht darin, daß die Stifte 8 zunächst so befestigt werden, daß sie mit der oberen Oberfläche der Grundplatte 9 abschließen. Die obere Oberfläche der Grundplatte 9 wird dann derart abgeätzt, daß sich die gewünschte Länge jedes Stiftes 8 oberhalb der geätzten Substratoberfläche ergibt Während des Ätzens wird eine schalenförmige Einkerbung 9a um die Basis jedes Stiftes 8 herum in der Grundplatte ausgebildet Die während des Prozesses gebildeten Vertiefungen 9a ergeben sich aus der Verwendung einer Grundplatten-Stift-Kombination, die auf Druck belastete Abdichtungen ergibt. Die auf Druck beanspruchten Grundplattenbereiche werden schneller geätzt als die unbeanspruchten Teile der Grundplatte 9. Durch die Ausbildung der schalenförmigen Einkerbungen ergibt sich eine vergrößerte Betriebsdauer der Gasentladungsanzeigevorrichtung, weil ein durch versprühte Teile gebildeter Pfad mit niedrigem Widerstand zwischen den einzelnen Stiften 8 verhindert wird.

Die Stifte 8 werden mit den Elektrodenelementen 6 elektrisch verschweißt Wie dies in F i g. 3 gezeigt ist, wird das gestanzte Blech 1 mit der Grundplatte 9 und den Stiften 8 durch aus in Löcher 29 einsetzbaren Stäben 28 bestehende Justiermittel derart ausgerichtet daß jeder der Stifte 8 mit einem Elektrodenelement 6 in Berührung steht Die Anzahl der Stifte 8 pro Elektrodenelement wird nicht durch elektrische Forderungen oder Funktionen bestimmt, sondern durch die erforderliche mechanische Starrheit. Nach dem Ausrichten wird eine untere oder erste mit einem Anschluß eines Schweißgerätes 14 verbundene Elektrode an einem ausgewählten Stift 8 befestigt und eine obere oder zweite Elektrode 23 wird mit dem anderen Schweißgeräteanschluß verbunden und auf das zugehörige Elektrodenelement 6 in der Nähe des ausgewählten Stiftes 8 angeordnet Auf die obere Elektrode wird ein leichter Druck ausgeübt um einen mechanischen Kontakt zwischen dem Elektrodenelement 6 und dem Stift 8 sicherzustellen. Zwischen den Schweißgerät-Elektroden fließt dann ein Strom von vorgegebener Größe und über eine vorgegebene Zeit wodurch der Stift 8 mit dem Elektrodenelement 6 verschweißt wird. Die Lage der Verschweißungen ist durch in F i g. 1 mit gestrichelten Linien dargestellte Kreise bezeichnet Dieses Verfahren wird für jede StifWElektrodenelement-Kombination wiederholt Das Blech 1 kann ein rechteckiges Loch 7 (Fig. Id) aufweisen, dessen Mittelpunkt ungefähr in Ausrichtung mit einem Stift 8 liegt und nach dem Verschweißen der Elektrodenelemente 6, jedoch vor dem Trennschweißen, kann ein dreieckiges oder V-förmiges Element (siehe F i g. Id und 2) in dem Loch 7 angeordnet werden, wobei das Element 13 mit dem entsprechenden Stift verschweißt wird. Die

' Verwendung von getrennten Elementen 13 zur Berührung mit der Anode 11 (Fig.2) stellt eine Alternative zur Verwendung von Elektrodenelementen 6a in dem Blech 1 dar.

Zur Trennung der Eisktrodenelemente 6 von dem übrigen Teil des Bleches 1 wird ein Trennschweißverfahren verwendet Die trapezförmigen Brückenverbindungen 4 und 5 haben einen relativ kleinen Querschnitt Als solche stellen sie für einen angelegten Strom einen Pfad mit hohem Widerstand dar. Irgendein durch die Brückenverbindungen 4 und 5 geleiteter Strom bewirkt das Entstehen von Hitze und wenn der Strom groß genug ist, schmilzt die erzeugte Hitze die Brückenverbindungen 4 und 5. Der Ausbrennprozeß wird durch Verbinden der Elektrode 27 mit einer Stromquelle und außerdem mit einem Stift 8 erreicht wobei die zweite Elektrode mit dem übrigen Teil des Bleches 1 verbunden wird, d. h. entweder mit dem Randteil oder dem Teil 2 oder 3. Ein Strom fließt dann von der Elektrode 27 durch das Elektrodenelement 6, durch eine oder mehrere der Brückenverbindungen 4 oder 5 und dann zur Elektrode 23. Es ist klar, daß die Elektrode 23 den Teil 2 oder 3 zum Trennschweißen der Brückenverbindungen 5 berührt und das sie den Randbereich des Bleches 1 zum Abschweißen der Brückenverbindungen 4 berührt Der Strom fließt solange, bis die in den Brückenverbindungen entstehende Wärme ausreichend ist, um diese zu schmelzen. Wenn die Brückenverbindungen schmelzen, so wird der Strompfad geöffnet was anzeigt daß die Brückenverbindung abgetrennt ist. Dieses Verfahren wird für jedes Elektrodenelement 6 wiederholt, bis alle Elektrodenelemente von dem übrigen Teil des Bleches 1 getrennt sind, das dann weggeworfen wird. Der Trennschweißvorgang kann verbessert werden, wenn das Blech 1 nach oben von den Stiften 8 weggedrückt wird. Nach dem Schweißen ergibt sich eine leichte Zugspannung auf die Brückenverbindungen, die eine positive Trennkraft auf die Brückenverbindungen ergibt Bei dem Trennschweißvorgang ergibt sich automatisch gleichzeitig eine Überprüfung der Stift-/ Elektroden-Element-Verbindung auf guten elektrischen und physikalischen Kontakt.

In den Fig.4 und 4a ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens auf einer Massenproduktionsbasi«; gezeigt. Eine Glas-Grundplatte 9 mit den eingebetteten Stiften 8 wird in einer Paßleere 26 angeordnet Die Paßleere ergibt eine feste Halterung der Grundplatte 9 und ist ausreichend dünn, damit sich die Stifte 8 über die Paßleere hinaus erstrecken. Die Paßleere 26 weist vier sich auf beiden Seiten erstreckende Ausrichtungsstäbe 28 auf.

Eine Platte 34 aus leitendem Material weist vier Ausrichtungslöcher 29 zur Aufnahme der Ausrichtungsstäbe 28 sowie Löcher 33 zur Aufnahme der Stifte 8 auf, wobei gleichzeitig ein guter elektrischer Kontakt mit diesen Stiften 8 hergestellt wird. Die Platte 34 ist mit einer Elektrode 16 verbunden, die elektrisch mit dem negativen Anschluß des Schweißgerätes 14 verbunden ist Zur Erleichterung der Ausrichtung der Elektrodenelemente bezüglich der Stifte 8 weist das Blech 1 vier Ausrichtungslöcher 31 auf, die mit den vier Ausrichtungsstäben 28 zusammenwirken.

Eine weitere Platte 20 aus elektrisch leitendem Material weist eine Anzahl von an ihr elektrisch leitend befestigten Elektroden 24 (Fig.4a) auf, die so angeordnet sind, daß sie jeweils einem Elektrodenelement 6 entsprechen und allgemein mit dem entsprechenden Stift 8 ausgerichtet sind. Weitere Elektroden 25 sind mit der Platte 20 verbunden, jedoch mit Hilfe von Isolatoren 21 von dieser getrennt. Eine der Elektroden 25 wirkt mit dem Teil 2 des Bleches zusammen und ist in allgemeiner Ausrichtung mit diesem angeordnet, während eine andere mit dem Teil 3 des Bleches zusammenwirkt. Mit jeder Elektrode 25 ist eine elektrische Leitung 19 verbunden. Die Platte 20 weist ebenfalls vier Ausrichtungslöcher 30 auf, die mit den Ausrichtungsstäben 28 zusammenwirken. Das Schweißgerät 14 kann irgendein passendes Schweißgerät sein, bei dem die Größe und Dauer des Schweißstromes gesteuert werden kann. Die Elektrode 16 des Schweißgerätes 14 ist mit der Platte 34 verbunden und der positive Anschluß des Schweißgerätes ist über eine Leitung 17 mit dem Schaltarm eines einpoligen Umschalters 15 verbunden. Eine Ausgangsklemme des Schalters 15 ist mit Hilfe einer Leitung 18 mit der Platte 20 verbunden, während die andere Ausgangsklemme mit dem Blech 1 und den Elektroden 25 mit Hilfe einer Leitung 19 verbunden ist

Im Betrieb wird die Grundplatte 9 in der Paßleere 26 angeordnet die auf die Platte 34 aufgesetzt wird, wobei die Ausrichtungsstäbe 28 in den Löchern 29,30 und 31 angeordnet sind und die Stifte 8 in die jeweiligen Löcher

33 eingesetzt sind. Die Elektroden 25 befinden sich dann in Kontakt mit etwa den Mittelpunkten der Teile 2 und 3. Beim Schweißbetrieb verbindet der Schalter 15 die Leitung 17 mit der Leitung 18. Der Strompfad wird dann durch die Platte 34, die Stifte 8, die Elektrodenelemente 6, die Stifte 24 und die Platte 20 gebildet. Zur Ausführung des Trennschweißens wird der Schalter 15 umgelegt, um das Schweißgerät mit der Leitung 19 zu verbinden, wodurch die Brückenverbindungen 4 und 5 abgeschmolzen werden. Der durch die Elektrodenele-

mente 6 zum Blech 1 und zu den Teilen 2 und 3 fließende Strom ist von ausreichender Größe, um ein Ausbrennen der Brückenverbindungen 4 und 5 zu bewirken. Der Strom fließt solange, bis alle Brückenverbindungen 4 und 5 geschmolzen sind und einen offenen Kreis

hervorrufen. Es können Mittel erforderlich sein, die die Größe des Stromes umgekehrt proportional zur Anzahl der geschmolzenen Lappen halten. Jedes Elektrodenelement ist dann mit dem jeweiligen Stift 8 verbunden und die Herstellungsvorrichtung kann entfernt werden. Das die Grundplatte 9, die Stifte 8 und die Elektrodenplatte 6 umfassende Modul kann nun mit einem Abstandshalter 10 und der Anode 11 zusammengebaut werden, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist, die außerdem einen Einsteckverbinder 12 zeigt

so Die Parameter des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wie z. B. der Abstand und/oder der Druck zwischen den Stiften 24 und 25, den Elektrodenelementen 6 und den Stiften 8 vor und nach dem Anlegen des Stromes müssen durch jeweilige Produktionsläufe endgültig bestimmt werden.

Bei abgeänderten Ausführungsformen der Gasentladungsanzeigevorrichtung können die Anode und die Kathode der Gasentladungsanzeigevorrichtung in der gleichen Ebene liegen. Hierbei bilden die Abfallstücke

innerhalb des Bleches oder Teile davon die Anode und können an zusätzlichen Stiften befestigt werden, wie dies vorstehend anhand der Kathoden-Elektrodenelemente beschrieben wurde. Nachdem die Anodenstücke befestigt worden sind, können sie von dem Blech

und/oder den Kathoden-Elektrodenelementen durch Abschmelzen getrennt werden. Dieses Abschmelzen kann vor dem, gleichzeitig mit dem oder nach dem Abschmelzen der Kathodenelemente erfolgen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Befestigung von Elektrodenelementen an Anschlußstiften einer Gasentladungsan-Zeigevorrichtung, bei dem die Eiektrodeneiemente mit den Anschlußstiften in Berührung gebracht und durch Verschweißung elektrisch mit den Anschlußstiften verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der einzelnen Elektroden- ι ο elemente (6) in einem blattförmigen Materialstück (1) aus elektrisch leitendem Material durch Ausbildung von Unterbrechungen in dem Materialstück (1) um den größeren Teil der Begrenzung der jeweiligen Elektrodenelemente (6) herum derart festgelegt wird, daß die Elektrodenelemente (6) über örtliche Brückenverbindungen (4) mit dem übrigen Teil des Materialsiückes (1) verbunden bleiben, worauf die einzelnen Elektrodenelemente (6) mit den Anschlußstiften (8) ausgerichtet und durch einen Elektro-Schweißvorgang elektrisch verbunden werden und daß abschließend die Brückenverbindungen (4) zur Trennung der Elektrodenelemente (6) und des Anschlußstifts (8) von dem verbleibenden Teil des Materialstückes (1) unterbrochen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Brückenverbindungen (4) um den Umfang jedes Elektrodenelementes (6) herum angeordnet werden.

3. Vprfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch so gekennzeichnet, daß die Brückenverbindungen (4) durch Abschmelzen unterbrochen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektro-Schweißvorgang durch elektrisches Verbinden des ersten Anschlusses eines 'Λ elektrischen Schweißgerätes (14) mit zugänglichen Enden der Anschlußstifte (8), elektrisches Verbinden des zweiten Anschlusses des Schweißgerätes (14) mit jedem Elektrodenelement (6) und Hindurchleiten eines elektrischen Stromes zwischen den Anschlüssen des Schweißgerätes (14) zur Verschweißung jedes Elektrodenelementes (6) mit einem zugehörigen Anschlußstift (8) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zugänglichen Enden der Anschlußstifte (8) in elektrischen Kontakt mit einer gemeinsamen elektrisch leitenden Platte (34) gebracht werden, mit der der erste Anschluß des Schweißgerätes (14) elektrisch verbunden ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch so gekennzeichnet, daß der zweite Anschluß des Schweißgerätes (14) mit einer weiteren elektrischen Platte (20) verbunden ist, die eine Anzahl von herausragenden Elektroden (24) trägt, wobei jede dieser Elektroden (24) mit einem entsprechenden Elektrodenelement (6) in Eingriff kommt und dieses in Berührung mit dem entsprechenden Anschlußstift (8) drückt.

7. Verfahren nach einem dtr Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenverbindun- <j0 gen (4) durch Abklemmen des zweiten Anschlusses des Schweißgerätes (14) /on den Elektrodenelementen (6) und elektrisches Verbinden dieses zweiten Anschlusses mit dem verbleibenden Teil des Materialstücks (1) abgeschmolzen werden, was nach &5 dem Schmelzen fortgeworfen wird.

8. Verfahren nach Ansprüche oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschluß des Schweißgerätes (14) über elektrische Leitungen (19) mit einer Anzahl von weiteren Elektroden (25) verbunden ist, die von der weiteren elektrisch leitenden Platte (20) getragen, jedoch isoliert sind und die einen elektrischen Kontakt mit dem verbleibenden Teil des Materialstücks (1) herstellen.