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Glimmentladungsröhre mit einer Hauptanode, einer Hauptkathode und einer Hilfsanode
Die Erfindung betrifft eine Glimmentladungsröhre, die ausser einer Hauptkathode und einer Haupt- anode wenigstens eine Hilfsanode enthält und in der eine gegenüber der Hauptentladungsstrecke abge- schirmte Wachentladung zur Vermeidung von Zündverzögerungen unterhalten wird, wobei auf der Röh- renwandung eine zerstäubte Metallschicht vorhanden ist und die Hilfsanode eine solche Gestalt hat. dass i sie teilweise mit der Kathode zum Herbeiführen einer Hilfsentladung zusammenwirkt.
In Röhren der obenerwähnten Art mit einer auf der Röhrenwandung vorhandenen, von den Elektro- den herrührenden zerstäubten Metallschicht können Wandladungen zur spontanen Einleitung der Haupt- entladung Anlass geben, besonders wenn durch äussere Ursachen das Potential der Wandladung noch erhöht wird. Infolge der auf der Wand vorhandenen leitenden Metallschicht kann leichter eine Entla- I dung eingeleitet werden als bei Abwesenheit einer solchen zerstäubten Metallschicht, da infolge der leitenden Schicht die Ladung der ganzen Wandoberfläche abgeführt werden kann.
Infolge des Vorhandenseins einer Wachentladung können durch Diffusion von Ladungsträgern zur
Wand leicht Wandladungen auftreten, so dass die Wand ein Potential annehmen kann, welches nur we- nig unterhalb des Potentials der Anode der Wachentladung liegt.
Die Erfindung bezweckt, Massnahmen zu schaffen, durch die Störungen infolge des Vorhandenseins von Wandladungen verhütet werden.
Die Erfindung geht von einer bekannten Glimmentladungsröhre aus, die ausser einer Hauptanode und einer Hauptkathode wenigstens eine Hilfsanode enthält und in der eine gegenüber der Hauptentla- dungsstrecke abgeschirmte Wachentladung zur Vermeidung von Zündverzögerungen unterhalten wird, wobei auf der Röhrenwandung eine zerstäubte Metallschicht vorhanden ist und die Hilfsanode eine sol- che Gestalt hat, dass sie teilweise mit der Kathode zum Herbeiführen einer Hilfsentladung zusammen- wirkt.
Gemäss der Erfindung weist bei einer solchen Glimmentladungsröhre die Hilfsanode ausserdem eine bis auf so kurzen Abstand von der Röhrenwand reichende Spitze auf, dass bei zunehmendem Potential des Wandbelages und niedrigem Potential der Hilfsanode die Wandladung zur Spitze der Hilfsanode fliesst, ohne dass sich daraus eine Erniedrigung der Zündspannung in der Hauptentladungsstrecke er- gibt.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass Wandladungen keine Entladung mehr herbeiführen können, z. B. zur Kathode oder zu einem solchen Teil der Hilfsanode, dass die Hauptentladung dadurch einge- leitet wird, denn im Ruhezustand haben die Hilfsanoden in Schaltungen mit Glimmentladungsröhren meist Kathodenpotential oder ein noch einige ZehnVolt niedriger liegendes Potential.
Die Massnahme nach der Erfindung ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn die Röhre zwei Hilfs- anoden enthält, die ebenso wie die Kathode aus Molybdän bestehen. Im Falle von zwei Hilfsanoden ist es nahezu unumgänglich, sie aus gleichem Material wie die Kathode herzustellen, für welche we- gen der günstigen entladungstechnischen Eigenschaften Molybdän gewählt wird. Wenn nämlich die
Hauptentladung von einer der Hilfsanoden gezündet worden ist, zieht die andere Hilfsanode, welche infolge der Schaltung Kathodenpotential oder ein niedrigeres Potential aufweist, auch einen Teil des
Stromes, so dass diese Hilfsanode etwas zerstäubt.
Besteht die Hilfsanode aus einem andern Stoff als der
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der Kathode, so wird in der Umgebung dieser Hilfsanode die Kathode etwas mit Hilfsanodenmaterial bedeckt, welches von der auf einem andern Kathodenteil brennenden Hauptentladung nicht sofort zerstäubt wird. Die Bedeckung der Kathode mit Hilfsanodenmaterial bewirkt eine Änderung der Kathodeneigenschaften und insbesondere der Zündspannung. Es ist daher notwendig, die Hilfsanode aus dem gleichen Material wie das der Kathode herzustellen. Da Molybdän ein niedriges Austrittspotential und daher als Kathode in einer Entladungsstrecke eine niedrige Zündspannung aufweist, treten zu einer beliebig gestalteten Hilfsanode aus Molybdän leicht Durchschläge von der aufgeladenen Wandbedeckung der Röhre auf, welche die Hauptentladung zum Zünden bringen.
Es ist daher einleuchtend, dass die Anwendung der besonderen Gestalt der Hilfsanode nach der Erfindung von besonderer Wichtigkeit ist, wenn die Röhre eine Molybdänkathode und zwei gleichfalls aus Molybdän bestehende Hilfsanode besitzt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer teilweise aufgebrochenen Glimmendadungsröhre nach der Erfindung und Fig. 2 zeigt eine Schaltung mit mehreren solchen Röhren.
In Fig. 1 bezeichnet 1 die teilweise aufgebrochene gläserne Röhrenwandung mit einem Boden 2.
Ein Keramikröhrchen 3 umgibt den Durchführung5stift 4, an dem die Kathode 5 mit Hilfe einer umgebogenen Zunge festgelötet ist. Die Kathode hat einen abgerundeten Rand 6 zur Vermeidung von Zündungen von der Wandbedeckung 12 her zu der Kathode. Die Anode 8 der Röhre ist etwas exzentrisch angeordnet. Unterhalb der Anode befindet sich ein Metallstreifen 9 auf einem Durchführungsstift. Im Betrieb der Röhre wird der Streifen 9 an die Kathodenzuleitung über einen so grossen Vorschaltwiderstand
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dung zur Hauptentladungsstrecke diffundierenden Ladungsträger verhüten darin das Auftreten der Zünd- verzögerungen, jedoch ohne dass sie Zündspannungsvërzögerungen herbeiführen.
Die Kathode 5 weist beiderseits einen spitzen Vorsprung 7 auf, demgegenüber sich jeweils eine plattenförmige Hilfsanode 10 befindet. Die Hilfsanoden 10 sind gleichfalls auf von Keramikröhrchen umgebenen Durchführungsstiften montiert. Jede Hilfsanode hat eine scharfe Spitze 11 als Vorsprung, der bis zu einem Abstand von etwa
0,4 mm von der auf der Wandung 1 vorhandenen Metallschicht 12 reicht. Die Metallschicht 12 entsteht beim Formieren der Elektroden mit Hilfe von intensiven Entladungen zum Reinigen insbesondere der Ka- thodenfläche, so dass eine beträchtliche Zerstäubung auftritt.
Treten nun infolge der Diffusion von Ladungsträgern aus der Wachentladung Wandladungen auf, so kann die Wandbedeckung 12 ein Potential annehmen, welches bei einer Anodenspannung von 250 V leicht 200 V betragen kann. Im Ruhezustand der Schaltung haben die Hilfsanoden 10 Kathodenpoten- tial oder ein niedrigeres Potential. Dies kann beim geringen Abstand zwischen den Spitzen 11 und der
Wandbedeckung 12 zu einer schwachen Entladung zwischen einer der Spitzen 11 und der Wandbe- deckung 12 führen. Da diese Entladungsstellen verhältnismässig weit von der Hauptentladungsstrecke zwischen den Elektroden 5 und 8 entfernt sind, bewirken diese schwachen Entladungen in der Hauptent- ladungsstrecke keine Zündspannungserniedrigung und durchaus keine Zündung.
Die Entladungen zwi- schen 11 und 12 können mehr oder weniger kontinuierlich auftreten, oder z. B. nur dann, wenn durch äussere elektrostatische Einflüsse das Potential von 12 ansteigt. Der äussere Durchmesser des Gehäuses beträgt 9,5 mm. Infolge dieser geringen Ausmasse ist das Anbringen eines Kontaktes mit der Wandbe- deckung, der ohne besondere Massnahmen immerhin zweifelhaft wäre, kaum möglich. Ein starker Kon- taktdruck würde im übrigen eine Einschmelzung des Bodens in den Kolben in maschineller Weise erschweren. Infolge des kleinen Röhrendurchmessers ist die Anwendung grösserer Anzahlen Röhren in gedruckten Schaltungen möglich.
Fig. 2 zeigt einen Teil einer Zählschaltung mit Glimmentladungsröhren nach der Erfindung. 21 bezeichnet die erste dargestellte Glimmentladungsröhre mit einer Kathode 22, einer Anode 23, Hilfsano- den 24 und 25, einer Wachentladungskathode 26 und der gestrichelt dargestellten Wandbedeckung 27.
Für die zweite Röhre gelten die Ziffern 31-37. Vor der Röhre 21 liegt die Röhre 11 und auf die Röhre 31 folgen die Röhren 41,51 usw ; letztere Röhren sind aber nicht mehr dargestellt. Die Röhren sind je mit einem Kathodenwiderstand 102 versehen, der von einem Kondensator 103 überbrückt ist. Die Wachkathoden 26,36 usw. sind je über einen grossen Widerstand 105 mit der Kathodenzuleitung verbunden. Ein gemeinsamer Kathodenwiderstand ist mit 101 bezeichnet. Die Hilfsanoden 24,34 usw. sind je über einen Widerstand 104 mit der Kathode'der vorhergehenden Röhre verbunden. Gleichzeitig sind sie über einen Kondensator 107 an die Eingangsleitung 106 angeschlossen. Die Hilfsanoden 25,35 usw. sind je über einen Widerstand 108 mit der Kathode der nächsten Röhre und gleichzeitig über einen Kondensator 109 mit der Eingangsleitung 110 verbunden.
Angenommen sei, dass eine Entladung in der Röhre 21 erfolgt, so wird bei einem positiven Impuls hinreichender Grösse an der Leitung 106 die Röhre 31 gezündet, da die Hilfsanode 34 dem Katho-
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denwiderstand 102 der Röhre 21 bereits eine positive Vorspannung entnimmt. Bei einem nächsten Impuls an der Leitung 106 wird die Röhre 41 zum Zünden gebracht.
Wird dagegen angenommen, dass die Entladung in der Rohre 31 erfolgt, so wird bei einem positiven Impuls hinreichender Grösse an der Leitung 110 die Röhre 21 gezündet und bei einem nächsten Impuls die Röhre 11. Die Schaltung eignet sich daher zum Bewegen der Entladung in beiden Richtungen oder, da sie als Zählschaltung benutzt wird, zum Addieren und Subtrahieren. Infolge des Vorhandenseins der Wandbedeckung 27,37 usw. könnten Störungen auftreten, die aber von den Hilfsanoden besonderer Gestalt und Anordnung, wie in Fig. 1 dargestellt, verhütet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Glimmentladungsröhre, welche ausser einer Hauptanode und einer Hauptkathode wenigstens eine Hilfsanode enthält und in der eine gegenüber der Hauptentladungsstrecke abgeschirmte Wachentladung zur Vermeidung von Zündverzögerungen unterhalten wird, wobei auf der Röhrenwandung eine zerstäubte Metallschicht vorhanden ist und die Hilfsanode eine solche Gestalt hat, dass sie teilweise mit der Kathode zum Herbeiführen einer Hilfsentladung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsanode (10) ausserdem eine bis auf so kurzen Abstand von der Röhrenwandung (1) reichende Spitze (11) aufweist, dass bei zunehmendem Potential der Wandbedeckung (12) und niedrigem Potential der Hilfsanode die Ladung der Wandbedeckung zur Spitze der Hilfsanode abfliesst,
ohne das sich daraus eine Zündspannungserniedrigung in der Hauptentladungsstrecke ergibt (Fig. 1).