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Gas- oder dampfgefülltes elektrisches Entladungsgefäß Die Erfindung
betrifft ein gas- oder ,dampfgefülltes Entladungsgefäß, welches für Steuerzwecke
verwendet wird. Ein steuerbares Gasentladungsgefäß besteht beispielsweise aus einer
Anode, einer Kathode und einem zwischen diesen beiden Elektroden. in irgendeiner
Art angeordneten Gitter. Legt man an dieses Gitter ein negatives Potential, dann
läßt sich in der positiven Halbwelle der Durchgang der Entladung so lange sperren,
bis die Spannung an den Elektroden -eine bestimmte gewünschte Größe erreicht hat.
Auf diese Weise ist es möglich, verschieden große Teile der positiven Halbwelle
auszunutzen und die mittlere Stromstärke des durch ,das Entladungsrohr tretenden
Stromes zü ver-° ändern. Von großer Bedeutung für das Arbeiten solcher Entladungsröhren
ist die Verhinderung des Durchganges von Entladungen in unerwünschter Richtung.
Durch passende Wahl der Elektrodenabstände, Anordnung von Schirmen und ähnliche
Maßnahmen lässen sich diese Schwierigkeiten ausreichend beherrschen. Ebenso wesentlich
aber wie die Verhinderung der sogernannten Rückzündungen i!s,t es, dafür zu sorgen,
daß auch in der Durchlaß@phase, also während der positiven Halbwelle des Wechselstromes,
die Entladung nicht frühzeitig einsetzt, d. h. also, daß die Zündung tatsächlich,
zu dem gewünschten Augenblick erfolgt. Es müssen also sämtliche Einflüsse ausgeschaltet
werden,. welche .die 6Virkung des Gitters, dessen negative Spannung
ja
für den Zeitpunkt des Zündeinsatzes bestimmend sein soll, in unerwünschter Weise
beeinflussen. Derartige Einflüsse werden beispielsweise durch Ladungsträger geäußert,
welche irgendwie aus dem Raum der hn allgemeinen mit Schirmen versehenen Kathode
nach außen gelangen und den Weg zur Anode bzw. zu ihren Zuführungen finden. Um .dies
zu verhindern, hat man bei bekannten Röhren die Kathode so eingekapselt, daß keine
Elektronen von ihr auf unerwünschten Bahnen, d.li. auf solchen Bahnen, auf welchen
die Sperrwirkung des Steuergitters nicht mehr wirksam ist, zur Anode gelangen können.
Ferner hat man Steuerelektroden ausgebildet, welche nicht nur die gesamte Entladungsbahn,
sondern auch die Anode und Kathode ganz umfassen. So ist es z. B. bekannt, die Anode
in einem verengten Gefäßteil unterzubringen, der in Form einer Haube an das l?ntladungsgefiiß
angesetzt ist und eine zylindrische Steuerelektrode vorzusehen, die bis zur Haube
reicht oder in diese hineinragt und die Anode umgibt. Diese Anordnung hat den Nachteil,
daß die von der Anode erzeugte Wärme infolge der Schirmwirkung der die Anode umgebenden
Steuerelektrode nur schlecht nach außen abgegeben wird. Es besteht die Gefahr, daß
durch die Anodenwärme das Steuergitter stark erwärmt und thermische Elektronenemission
des Gitters verursacht wird. Es ist ferner belc.annt, bei einern:0uecksilberdampfentlarAungsgefäß
mit Anodenarmen jeder Anode ein Schachtgitter vorzulagern, das mit einem die Anode
zum großen Teil um-IrVhenden Fortsatz versehen ist. Der übrige Teil der Anode ist
mit einem Netz umgeben, tun ein Durchbrennen der Entladung zwischen der Wand des
Anodenarmes und dein Schachtgitter, zwischen welchen aus konstruktiven Gründen ein
nicht zu kleiner Abstand sein darf, zu verhindern. Durch diese Art der Anordnung
wird die `Vä rineabstrahl,ung von der Anode stark beeintriichtigt, so d.aß die Anodenwärme
das Gitter aufheizt. D#eses Schachtgitter nimmt überdies selbst auch noch viel Wärme
aus der Entladung auf.
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Bei einer anderen b#-kannten Röhre ist das Steuergitter in .Form eines
Blechkörpers ausgebildet,nder die Entladung umschließt und mit einem iiirigebördelten
Ende in eine Ansatzhaube des Gefäßes hineinragt. Diesem Ende gegeniiher ist die
Anode angebracht. Die Steuerelektrode hat einen verhältnismäßig langgestreckten
verengten Teil, .der aus der Entladung viel Wärme aufnimmt. Die Wärmeabstrahlung
von diesem Teil der Steuerelektrode, der sich nahe an der Anode befindet, wird außerdem
-noch durch das umgebördelte Ende der Elektrode zum Teil verhindert. Die Wärin.eabfuhr
ist also nur imvollkommen. Im übrigen ist die Anordnung der Anode und der Steuerelektrode
gegeneinander bei der bekannten Röhre eine derartige, daß der eigentliche Entladungsraum
nur unvollkommen gegen störende Außenfelder abgeschirmt ist. Ferner kann zwischen
Anode und Gitter verhältnismäßig leicht eine Glimmentladung auftreten, wodurch die
Sperrsicherheit der Röhre beeinträchtigt wird.
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Die Nachteile der bekannten Bauarten werden durch die Röhre nach der
Erfindung beseitigt. Erfindungsgemäß hat bei einem gas-oder dampfgefüllten 'Entlad.ungsgefiiß
finit einer oder mehreren Steuerelektroden, von denen eine wenigstens den an der
Anode liegenden Teil der Entladungsbahn zylindrisch umhüllt und einen blechförrni.gen
quer zur Entladungsbahn stehenden Teil mit einer Durchtrittsöffnung für die Entladung
hat, und mit einem verengten Gefiißtei.l in Form einer an das Gefäß angesetzten
l Haube, in der die Anode untergebracht ist und in die das Ende der zvlindrischen
Steuerelektrode zwischen Anode und Gefäßwand hineinragt, die Anode Seitenflächen,
d:e eine erhebliche Länge haben, und erstreckt sich die zylindrische @teuerelehtr@de
nur über den kleineren Teil dieser Lange zwischen Anode und Haubenwanrl mit einest
solchen Abstand voll Haubenwand und Anadenseitenfliiclie, dali durch die Zwischenräume
zwischen Anode und Steuerelektro cle einerseits und Steuerelektrode und Haubenwand
and'erei-seits keine Entladung hin-durchtreten kann. Dadurch erreicht man gleichzeitig
mehrere V örteile. hs hat sich gezeigt, daß nicht allein die von der Kathode ausgehenden
Elektronen die Ursache von Entladungen sein können, welche das Steuergitter -in
seiner Wirksamkeit ungünstig beeinflussen und ihm gegebenenfalls seine Sperrwirkung
überhaupt nehmen, sondern dal.i auch außerdem noch zwischen anderen Teilen finit
Kathoden- und Gitterpotential und solchen Metallteilen der Röhre, welche Anodenpotential
besitzen, vielfach eine Glimmentladung auftritt. Werden die Maßnahmen nach der Erfindung
nicht getroffen, dann kann diese Glimmentladung die Steuerelektrode umgehen und
ungehindert von den erwähnten Teilen, i die sich auf Kathodenpotential befinden,
oder auch vom Gitter selbst, zur Anode oder deren Halterungen übergehen. Durch die
erfinJungsgemäße Bemessung der einzelnen Abstände und Spaltbreiten wird dies verhindert.
Ztt- i gleich aber gewinnt man .den groben Vorteil, daß die nunmehr auf dem größten
Teil ihrer Oberfläche nicht von Schirmen umgebene Anode die Wärme, welche in ihr
durch die Entladung erzeugt wird, ungehindert abstrahlen kann. Das Steuergitter
braucht die Anode nur zum geringen Teil zu überd.elcen, und
zwar
nur soweit, daß .aus der Entladungsbahn keine Ladungsträger an die Wand gehen und
dort Wandladungen bilden können. Auch .die Wandladungen wären imstande, -die Vorgänge
in .der Röhre, insbesondere den Steuervorgang, in undeftnierter Weise zu beeinflussen.
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Neben diesen entladungstechnischen Vorteilen ist die Röhre auch noch
durch ihren einfachen symmetrischen Aufbau aus einzelnen zylindrischen -Elementen
wertvoll, da durch ihn neben den geringen Herstellungsschwierigkeiten auch noch
die Möglichkeit einer sehr genauen justierung des Elektrodensystems gegeben ist.
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In der Figur. ist ein nach der Erfindung aufgebautes Entladungsgefäß
dargestellt. Die Gefäßwand i umschließt ein Elektrodensystem, welches aus einer
Kathode a, zwei Gittern 3 und 4 und einer Anode 5 besteht. Das Gitter q. ist im
Innern mit einer Ansatzfläche 6 versehen, welche in die Entladungsbahn ragt und
nur eine Öffnung von bestimmter Größe für den Durchtritt der Entladung frei läßt.
Die Kathode wird von den gleichzeitig zur Stromzuführung dienenden Stäben 7 und
8, .das Gitter durch die Stützen 9 und io gehalten, welche sämtlich. in -den Quetschfuß
i i eingeschmolzen sind. Die Anodenzuleitung, welche zum größten Teil durch Glas
abgedeckt ist, ist mit 1-z beze'chnet. Zwischen dem eingezogenen Teil 13 der Glaswand
(=Gefäßhaube) und dem Gitter 4 befindet sich der Spalt iq., zwischen -dem
Gitter 4 und der Anode 5 der Spalt 15. Diese Spalte werden so bemessen, daß
durch. sie keine Entladung vom unteren in .den oberen Teil der Röhre übergeht, daß
sich also auch d'e erwähnte Glimmentladung nicht ausbilden kann. Wie groß die Weite
der Spalte gewählt werden kann, hängt natürlich von dem im Gefäß herrschenden Gas-
oder Dampfdruck ab.
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Man erkennt auch aus der Figur, d.aß nur ein so geringer Teil der
Anode durch das-Gitter d. abgeschirmt wird., daß die Wärmestrahlung von ;der Anode
aus praktisch nicht verhindert wird. Die: Steuerelektro.de q. umschließt bei dem
dargestellten Beispiel die Entladungsbahn völlig und umgibt auch die Kathode. Um
zwecks Unterstützung der durch die vorher angegebenen Maßnahmen angestrebten Wirkung
auch den Austritt von Glühelektroden aus dem unteren Teildes. Kathodenraumes zu
verhindern., kann man die Kathode bis auf die dem Entladungsraum gegenüberstehende
Seite vollständig durch Schirme einkapseln. Bei der in der Figur dargestellten Röhre
läßt sich dies ;dadurch erreichen, daß noch ein vorzugsweise platteng förmiger Schirm
17 angebracht wird. Dieser Schirm schließt einerseits den Kathodenraum nach
unten hin ab, andererseits verhindertet zusätzlich zu den anderen bei der Röhre
nach der Erfindung getroffenen Maßnahmen den Übergang einer Glimmentladung bei .den
Stromzuführungs- und -halteteilen der Kathode und der Steuerelektroden zu dem auf
Anodenpotential befindlichen Röhrenteil.
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Die Röhre nach der Erfindung löst also die« Frage der Sicherung gegen
unerwünschte Beeinflussung der Steuerwirkung bei gasgefüllten Röhren durch unerwünschte
Entladungen in einfacher und verläßlicher Weise. Der Aufbau der Röhre muß nicht
unbedingt in .der Weise erfolgen, wie er durch die Figur veranschaulicht wird. Es
sind vielmehr vom Grundgedanken der Erfindung ausgehend auch noch andere Bauarten
möglich.