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Einrichtung zur Konstanthaltung von Spannungen mit einer Entladungsröhre.
Es ist bekannt, Verbraucherspannungen mit Hilfe von nichtohmsehen Leitern konstant zu halten, die vorzugsweise parallel zu den Verbraucherklemmen geschaltet werden. Es sind auch Spannungteileranordnungen bekannt, die aus einer Mehrzahl von hintereinandergeschalteten nichtohmsehen Leitern bestehen.
Als nichtohmsehe Leiter, d. h. solche Leiter, deren Spannungsabfall unabhängig vom Stromdurchgang praktisch konstant ist, eignen sich vorzugsweise Glimmentladungsröhren. Bei der Bemessung derartiger, mit Entladungsröhren arbeitender Schaltungen müssen die Zündverhältnisse berücksichtigt werden, d. h. sofern zu dem nichtohmsehen Leiter eine Belastung parallelgeschaltet ist, müssen bekanntlich die Spannungsverhältnisse so gewählt werden, dass auch in diesem Fall eine einwandfreie Zündung der Glimmentladungsstrecke erfolgt. Ist eine derartige Belastung nicht vorhanden, so sind die Verhältnisse einfacher, da dann für den Zündvorgang die statische Spannung der Stromquelle zur Verfügung steht.
In der Praxis sind zum Zünden im allgemeinen rund 50 Volt Überspannung gegenüber der Betriebsspannung, d. h. der Brennspannung der Glimmstreeke erforderlich. Dieser Umstand führt bei der praktischen Ausgestaltung von Sehaltungsanordnungen vielfach zu
Unzukömmlichkeiten.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Hilfszündung durch eine in den Entladungsraum eingeführte
Sonde auszulösen, indem man die Sonde auf ein höheres Sehlusspotential bringt, jedoch führt dies, wie durch praktische Versuche bewiesen werden konnte, nicht zu einer einwandfrei brauchbaren tech- nischen Lösung der bestehenden Aufgabe, was wohl damit zusammenhängen mag, dass die Sonden- entladung nicht unbedingt da einsetzt, wo die Hauptentladung einzusetzen pflegt.
Ferner wurde bereits vorgeschlagen, in die Entladungsröhre eine zusätzliche Entladungsstrecke einzubauen, die ausserhalb des Hauptentladungsweges liegt und Elektronen bzw. Ionen in den Raum der zu zündenden Entladungsstrecke abgibt. Die konstruktive Ausgestaltung dieser Anordnung erfolgt erfindungsgemäss in der Weise, dass die Zwischenelektrode zwischen der erfindungsgemässen Hilfsstrecke und der zur Zündung zu bringenden Strecke durchbrochen ausgeführt wird.
In den Fig. 1-5 der Zeichnung sind beispielsweise Anordnungen zur Durchführung des Erfindungsgedankens gezeigt.
Die Fig. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung bei einer Anordnung, die nur eine Entladungsstrecke zur Spannungskonstanthaltung benutzt. Der Erfindungsgedanke lässt sich jedoch in gleicher Weise auch bei solchen Anordnungen verwenden, bei denen in an sich bekannter Weise mehrere Ent- ladungsstrecken zur Spannungskonstanthaltung zusammen arbeiten. Derartige Anordnungen zeigen die Fig. 2-5.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 befinden sich in einem Glaskolben K drei Elektroden 1, 2, 3. Durch die Elektroden 1 und 2 wird der Hauptentladungsraum Zf gebildet. Die Nutzlast, die parallel zum Hauptentladungsraum H liegt, ist mit N bezeichnet. Sie ist in der Zeichnung nur symbolisch dargestellt. Die Zuführung der Speisespannung erfolgt in bekannter Weise über einen Widerstand W. Die bisher beschriebene Schaltung entspricht der bekannten. Die Elektrode 2 ist zur Durchführung des Erfindungsgedankens, wie aus der Zeichnung ersichtlich, durchbrochen. Es befindet sich in dem Entladungsgefäss eine dritte Elektrode 3, durch welche eine Entladungsstrecke Z geschaffen wird. Die Elektrode 3 ist über einen Vorwiderstand V an die positive Speisespannung gelegt.
Die Zündstrecke Z ist durch einen Verbraucher nicht belastet. Wird die Speisespannung an die Anordnung
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gelegt, so liegt die statische Spannung an der Elektrode 3 und es wird sofort der Zündvorgang zwischen den Elektroden 2 und 3 eingeleitet. An der Strecke H liegt nicht die statische Spannung, da der Nutzwiderstand V parallelgeschaltet ist und sofort beim Einschalten über AT ein Strom zu fliessen beginnt, d. h. an der Entladungsstrecke H liegt nicht die notwendige, zur Zündung erforderliche Spannung.
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Bei einer Versuchsanordnung, bei der die Entladungsstrecke H für eine Brennspannung von rund 70 Volt und einen Stromdurchgang von 100 m.
1 dimensioniert war und die normalerweise eine
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früheren Betrages, eine einwandfreie Zündung erreicht werden. Wie sich aus dieser Zahlenangabe ergibt. ist der Stromverlust durch die Hilfsstrecke unbeachtlieh, der Gewinn durch den verringerten Aufwand ist jedoch ein sehr bedeutender, da man bei den bisher bekannten obenerwähnten Anordnungen ent- weder die Glimmstrecke sehr reichlich dimensionieren oder durch eine Relaisscha1tung- zunächst die
Nutzlast abschalten musste und diese erst nach der Zündung einschalten konnte, beides Massnahmen, die einen zusätzlichen Aufwand an Mitteln bedeuten.
Wie schon gesagt, lässt sich der Erfindungsgedanke vorzugsweise bei G1immspannungsteilern mit in Serie geschalteten Entladungswegen, die in einen gemeinsamen Kolben eingebaut sind, anwenden.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung befinden sich in einem gemeinsamen Gasraum mehrere Haupt- entladungswege, u. zw. ist jedem Hauptentladungsweg eine zusätzliche Strecke zugeordnet, durch welche Elektronen bzw. Ionen in den Hauptentladungsweg abgegeben werden. Es ist natürlich nicht notwendig, jedem der Hauptentladungswege eine zusätzliche Strecke zuzuordnen. Die in der Fig. 2 dargestellte Anordnung hat den Vorteil, dass eine besonders sichere Zündung erreicht wird. Die Elektroden sind in Seheibenform ausgebildet, sie können aber auch zwecks Vergrösserung der Oberfläche zylindrische, halbkugelförmige oder andere Ansätze haben.
Die Elektroden, durch welche die Hauptentladungswege gebildet werden, sind in der Fig. 2 mit 1-6 bezeichnet. Die Elektroden 7-9 sind Hilfselektroden zur Erzeugung der Hilfsentladung.
Der Übersichtlichkeit halber sind die Hilfsentladungswege in der Figur schraffiert gezeichnet. Die Elektroden werden durch ein Isolatorsystem 10 getragen, welches z. B. aus einzelnen miteinander verbundenen Ringen besteht. Die ZufÜhrungen zu den Hauptelektroden sind in der Figur nach rechts, die Zuführungen zu den Hilfselektroden nach links herausgeführt. Die Stromquelle wird bei 11 und 12 angeschlossen. Wie aus der Figur ersichtlich, sind die Elektroden J und 4 bzw. 2 und 3 miteinander leitend verbunden, so dass ein aus drei hintereinandergeschalteten Glimmstrecken bestehender
Spannungsteiler entsteht. Der so aus den Hauptentladungswegen gebildete Spannungsteiler ist über den Vorwiderstand 13 an die Stromquelle angeschlossen. An den Klemmen 14---17 werden die drei Verbraucherspannungen abgenommen. Die Zündelektroden sind z.
B. über Vorwiderstände 18-20 an den positiven Pol 11 der Spannungsquelle gelegt. Der gesamte Spannungsteiler ist von einem Kolben 21 (Glas, Metall od. dgl.) umgeben. Die Zuführungen sind innerhalb des Kolbens durch Isolierröhrchen 22, 23 geschützt.
Wie aus der Figur ersichtlich, haben die zu den Hauptentladungsstrecken gehörigen Elektroden 1, 3 und 5 in der Mitte je eine Durchbohrung. Es können aber auch mehrere Durchbohrungen vorhanden sein. Für die Ausbildung der Entladung ist nur die Umgebung der Durchbohrung massgebend. Es ist daher möglich, den schraffierten Raum grösstenteils mit Isolierstoff auszufüllen und die Entladung nur in der Umgebung der Öffnungen entstehen zu lassen.
Es ist manchmal wichtig, bei der Herstellung dafür zu sorgen, dass die Entladung nicht zwischen den Elektroden der Hilfsionisationskammer und den benachbarten Hauptelektroden entsteht (z. B.
Hilfselektrode 9 und Hauptelektrode 4). Dies kann dadurch verhindert werden, dass der Abstand, z. B. zwischen der Hilfselektrode 9 und der Hauptelektrode 4 grösser gewählt wird als der Abstand der einen Hauptentladungsweg bildenden Elektroden voneinander, oder dass die Hilfselektroden oder Hauptelektroden oder auch beide an den betreffenden Seiten mit Isoliermaterial abgedeckt werden oder bei aktivierten Röhren die einander gegenüberstehenden Oberflächen, an welchen nicht gezündet werden soll, nicht aktiviert werden. Eine etwaige Entladung an solchen Oberflächen verhindert zwar an und für sich das Arbeiten der Röhre nicht, es soll jedoch möglichst vermieden werden, dass bei Entstehung einer solchen Entladung die Zündung der Ionisationsstrecken selbst gefährdet werden könnte.
Bei der in den Fig. 3-5 dargestellten Anordnung ist ein Spannungsteiler gezeigt, bei dem nur einem der Hauptentladungswege Elektronen bzw. Ionen zugeführt werden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung eines derartigen Spannungsteilers bei Schaltungen, die zur Speisung von Verstärkeranordnungen dienen. Bei derartigen Anordnungen wird z. B. die eine Entladungsstrecke zur Abnahme der Gittervorspannungen und die übrigen Strecken werden zur Abnahme der Anodenspannungen benutzt. Es ist dann besonders wichtig, ein einwandfreies Zünden der Entladungsstrecke zu gewähr-
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eine Ausführungsform mit kappenförmigen Elektroden dar. In der Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch den Spannungsteiler und in der Fig. 4 die Draufsicht gezeigt, während die Fig. 5 ein Schaltungbeispiel zeigt.
Die Elektroden sind mit1-4 bezeichnet. Sie sind kappenförmig ausgebildet, d. h. die Elektroden bestehen im wesentlichen aus einem Zylinder, der an einer Seite geschlossen ist. Die andere Seite ist durch eine Platte 5 aus Isolierstoff abgeschlossen. In der Isolierplatte sind Rillen, in die die Kappen eingreifen. Zwischen den Elektroden 1, 2 bzw. ,.' 3 bzw. 3, 4 entstehen in bekannter Weise die Entladungswege. In einer häufig verwendeten Spannungsteilersehaltung wird die Elektrode 1 an den Pluspol einer Spannungsquelle unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Vorwiderstandes gelegt, während die Elektrode 1 an dem negativen Pol der Spannungsquelle liegt, wie dies auch aus der Fig. 5 ersichtlich ist.
Die zylindrische Fläche der Kappe 1 ist ringförmig unterbrochen ; sie wird an dieser Stelle von einer Elektrode 6 umhiillt, die ihrerseits durch zwischengelegtes Isoliermaterial 7 von der
Elektrode 1 isoliert ist, aber von ihr gehalten wird. Es ist nicht notwendig, eine ringförmige Unter- brechung vorzunehmen, sondern es genügt, die Kappe 1 an verschiedenen Stellen mit Öffnungen zu versehen. Der Ring 6 kann über die Zuleitung 8, die oben aus dem Spannungsteiler herausgeführt ist oder an sonst einer geeigneten Stelle herausgeführt werden kann, an Spannung gelegt werden. 8 ist vorzugsweise durch einen Isolator 9 isoliert.
Die Schaltung des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Spannungsteilers ergibt sich aus der Fig. 5.
Durch die Elektroden 1, 6 wird der Hilfsentladungsweg gebildet, der Elektronen oder Ionen in den Hauptentladungsweg 1, 2 abgiht. Die zur Erzeugung der Hilfsentladung erforderliche Spannung wird in gleicher Weise wie in der Fig. 1 von dem positiven Pol der Spannungsquelle über einen Vorwiderstand 10 abgenommen. Die Wirkungsweise ist dieselbe, wie oben bei Erläuterung der Fig. 1 angegeben.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Entladungsröhre zur Konstanthaltung von Spannungen, in die ausserhalb des Hauptentladungsweges eine zusätzliche Entladungsstrecke eingebaut ist, die Elektronen bzw. Ionen in den Hauptentladungsraum abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden EntladlU1gsstrecken eine Durchbrechungen aufweisende Elektrode gemeinsam ist.