DE1042765B - Glimmentladungsroehre - Google Patents

Description

Es sind Glimmentladungsröhren bekannt, die eine zwischen der Anode und der kalten Kathode angeordnete Starterelektrode aufweisen. Dabei ist eine ringförmige Kathode vorgesehen, welche eine Mehrzahl von Spitzen oder Erhöhungen aufweist, die zur Anode hinragen. Ferner hat die ringförmige Kathode eine besondere Durchtrittsöffnung, durch welche die Starterelektrode in den Entladungsraum zwischen Kathode und Anode hineinragt. Damit die Hauptentladung einer solchen Röhre sicher gezündet wird, muß die zwischen der Starterelektrode und der Kathode eingeleitete Steuerentladung verhältnismäßig kräftig sein; die Steuerentladung hat auf den Zündvorgang der Hauptentladung einen vergleichsweise geringen Einfluß, und die Steuerempfindlichkeit ist dementsprechend gering. Eine andere bekannte Glimmentladungsröhre hat eine kreiszylindrische Kathode und eine in der Achse des Kathodenzylinders angeordnete stabförmige Anode. Etwa in der Achse des Kathodenzylinders ist eine in der Umfangsrichtung verlaufende und nach innen weisende Einpressung angebracht; die Starterelektrode befindet sich im Raum zwischen der Einpressung und der Anode. An der Stelle einer Einpressung hat man innen am Kathodenzylinder einen zur Starterelektrode hinweisenden Zündfortsatz be- «5 festigt, der sich zugleich in einer zur Anode hinweisenden Richtung erstreckt. Bei einer Abwandlung einer solchen Röhre ist die Kathode plattenförmig ausgebildet, wobei der Zündfortsatz senkrecht auf der Plattenebene steht, während die Anode und die Starterelektrode je durch einen parallel zur Kathode verlaufenden Draht gebildet werden. Die Anordnung der verschiedenen Elektroden ist dabei so getroffen, daß das Ende der Starterelektrode auf der Verbindungsgeraden zwischen den Enden des Zündfortsatzes und der Anode liegt. Um mit Sicherheit zu erreichen, daß die von der Starterelektrode aus gezündete Steuerentladung am Zündfortsatz ansetzt, ragt der Zündfortsatz genügend weit aus der Kathodenoberfläche heraus. Aber auch bei diesen und ähnlichen Glimmentladungsröhren werden verhältnismäßig kräftige Steuerentladungen benötigt, um die Zündspannung zwischen Anode und Kathode hinreichend herabzusetzen und die Einleitung der Hauptentladung zu bewirken. Bei Glimmentladungsröhren mit Gleichrichterwirkung in 4-5 der Hauptentladungsstrecke, die mit Wechselstrom betrieben werden sollen, ist aber eine hohe Steuerempfindlichkeit, d. h. eine stromschwache Steuerentladung, von ausschlaggebender Bedeutung, da die Röhre bei der höchsten vorkommenden Spitzenspannung und bei fehlender S teuer entladung noch sicher sperren und bei der niedrigsten vorkommenden Netzspannung sowie bei vorhandener Steuerentladung noch mit Sicherheit zünden soll. . -

Glimmentladungsröhre

Anmelder:

Elesta A. G.,

Elektronische Steuerapparate,
Bad Ragaz (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Wedde, Patentanwalt,
München 27, Schumannstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 2. Juni 1956

Dr. Hans L. von Gugelberg, Maienfeld (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Glimmentladungsröhre für Wechselstrombetrieb mit Gleichrichterwirkung in der Hauptentladungsstrecke, welche außer der Anode und der kalten Kathode eine oder mehrere Starterelektroden aufweist, bei welcher die Kathode mit einem derart zur Anode hinweisenden Zündfortsatz versehen ist, daß der Abstand zwischen Anode und Kathode am Ende des zur Anode hinweisenden Zündfortsatzes am kleinsten ist, und bei welcher ferner eine derart angeordnete Starterelektrode vorgesehen ist, daß die mittels der Starterelektrode gezündete Steuerentladung am Zündfortsatz der Kathode ansetzt. Zweck der vorliegenden Erfindung ist, . die Steuerempfindlichkeit solcher Glimmentladungsröhren zu erhöhen, und dies wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung der Elektroden der Glimmentladungsröhre erreicht, bei welcher der kleinste Abstand zwischen Anode und Zündfortsatz mit dem kleinsten Abstand zwischen Starterelektrode und Zündfortsatz einen 45° übersteigenden, vorzugsweise aber etwa 90° betragenden Winkel bildet. Um außerdem zeitlich konstante Betriebsbedingungen der Glimmentladungsröhre zu erhalten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Kathode und der zur Anode hinragende Zündfortsatz aus einem Stück gleicher Materialbeschaffenheit gebildet sind, wobei insbesondere bei einer aus Blech bestehenden Kathode der Zündfortsatz aus einem aus dem Kathodenblech abgewinkelten Lappen bestehen kann, und wenn ferner der Abstand zwischen Starter-

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elektrode und Kathode am Ende des zur Anode hinweisenden Zündfortsatzes am kleinsten ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung in perspektivischer Ansicht unter Weglassung für das Verständnis der Erfindung nicht unmittelbar erforderlicher Teile der Glimmentladungsröhre veranschaulicht.

Im Glaskolben 1 der Glimmröhre befindet sich eine Neon-Argon-Mischung unter einem Druck von etwa 50 mm Quecksilbersäule. Die Anode 2 wird aus einem Graphitstift von etwa 1 mm Durchmesser gebildet, der etwa 1 mm aus einem Keramikröhrchen 3 hervorragt. Es kann aber auch das Keramikröhrchen 3 über den Anodenstift 2 hinaus vorstehen, in welchem Fall das Keramikröhrchen 3 als Mittel zur Erhöhung der Zündoder Sperrspannung dient. Ein Nickeldraht 4 von 0,7 mm Durchmesser bildet die Starterelektrode. Die Kathode 5 besteht aus Molybdänblech mit einer Fläche von etwa 1 Quadratzentimeter und ist an einem als Halter dienenden Nickeldraht 6 in einem Abstand von etwa 8 mm von der Anode 2 befestigt. Die Elektrodendrähte sind in bekannter Weise im Boden 8 des Glaskolbens 1 eingeschmolzen.

Die Kathode 5 ist mit einem 1 bis 2 mm langen Zündfortsatz 7 versehen, der sich in einer zur Anode 2 hinweisenden Richtung erstreckt, so daß der Abstand zwischen Anode 2 und Kathode 5 am Ende dieses Ziindfortsatzes am kleinsten ist. Ferner ist die Starterelektrode 4 derart gegenüber dem Zündfortsatz 7 angeordnet, daß die kürzeste Verbindungsgerade zwischen Starterelektrode 4 und Zündfortsatz 7 mit der kürzesten Verbindungsgeraden zwischen Anode 2 und Zündfortsatz 7 einen Winkel bildet, der größer als 45°, am besten aber ungefähr 90° betragen soll. Dadurch wird erreicht, daß das zwischen Anode 2 und Zündfortsatz 7 vorhandene elektrische Feld praktisch nicht mehr vom Potential der Starterelektrode 4 abhängig ist, so daß die Starterelektrode 4 keine schädliche Abschirmwirkung mehr haben kann. Gibt man demnach der Starterelektrode ein hinreichend hohes Potential gegenüber der Kathode 5, so wird die von der Starterelektrode 4 gezündete Steuerentladung auch unabhängig vom jeweiligen Potential der Anode 2 am Zündfortsatz 7 ansetzen. In der Umgebung des Zündfortsatzes 7 entstehen somit Ladungsträger in großer Anzahl, die praktisch alle im Bereich des zwischen Anode 2 und Zündfortsatz 7 vorhandenen elektrischen Feldes sich befinden und daher größtenteils dazu beitragen können, die Hauptentladung zwischen Anode 2 und Zündfortsatz 7 zu zünden. Die am Zündfortsatz 7 gezündete Hauptentladung breitet sich dann in bekannter Weise sofort über die Oberfläche der Kathode 5 aus. Zum einwandfreien Zünden der Hauptentladung benötigt man folglich nur eine vergleichsweise schwache Steuerentladung, da der größte Teil der Ladungsträger der S teuer entladung zur Zündung der Hauptentladung herangezogen wird. Die Steuerempfindlichkeit der beschriebenen Glimmentladungsröhre ist dementsprechend hoch.

Um eine etwas größere Freiheit in der gegenseitigen Anordnung und Ausbildung der verschiedenen Röhrenelektroden zu erhalten und um gegebenenfalls auch die Zündspannungen herabzusetzen, könnte man den Zündfortsatz 7 aus einem Werkstoff herstellen oder mit einem Werkstoff überziehen, der ein geringeres Kathodengefälle aufweist als die Kathode 5. Es zeigt sich aber, daß dann nicht genügend konstante Betriebsbedingungen erhalten werden, so daß die angestrebten Verbesserungen sich nicht mit genügender Sicherheit einstellen. Eine hinreichende zeitliche Konstanz der Kenndaten der beschriebenen Glimmentladungsröhre hat sich vielmehr nur dann ergeben, wenn der Zündfortsatz 7 und die Kathode 5 genau dasselbe Kathodengefälle haben. Unter diesen Umstanden muß ferner der Abstand zwischen Starterelektrode 4 und Kathode 5 am Ende des zur Anode 2 hinweisenden Zündfortsatzes 7 am kleinsten sein. Auf die Kathode 5 angelötete oder aufgeschweißte Zündfortsätze 7 kommen nicht in Frage, da die Lot- oder

ίο Schweißstellen abweichende Kathodenfallpotentiale verursachen. Die Kathode 5 und der Zündfortsatz 7 müssen demnach aus einem einzigen Stück gleicher Materialbeschaffenheit herausgearbeitet sein; bei einer aus Blech bestehenden Kathode S kann man dies dadurch erreichen, daß der Zündfortsatz 7 aus einem aus dem Kathodenblech 5 abgewinkelten Lappen gebildet ist, wie dies die Fig. 1 und 2 beispielsweise veranschaulichen. Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist parallel zu einem seitlichen Rand des Kathodenbleches 5 ein Einschnitt vorgenommen und der äußere Teil des Bleches rechtwinklig aus der Blechebene herausgebogen, so daß der rechtwinklige Lappen 7 entsteht, der als Zündfortsatz dient. Bei einer Abänderung gemäß der Fig. 2 sind etwa in der Mitte des Kathodenbleches 5 zwei zueinander spitzwinklig geführte Einschnitte angebracht, und der zwischen ihnen befindliche dreieckförmige Lappen 7 ist aus der Ebene der Kathode 5 rechtwinklig herausgebogen, so daß dessen Spitze zur Anode 2 hinzeigt. Im Kathodenblech 5 entsteht dann ein kleines dreieckförmiges Fenster, welches aber die angestrebte Wirkungsweise der Kathode 5 nicht beeinträchtigt.

An der Stelle nur einer Starterelektrode 4 kann die erfindungsgemäße Glimmröhre auch mehrere Starterelektroden haben, in welchem Fall die Kathode mit einer entsprechenden Anzahl von Zündfortsätzen 7 versehen sein kann.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Glimmentladungsröhre für Wechselstrombetrieb mit Gleichrichterwirkung in der Hauptentladungsstrecke, welche außer der Anode und der kalten Kathode eine oder mehrere Starterelektroden aufweist, die Kathode mit einem derart zur Anode hinweisenden Zündfortsatz versehen ist, daß der Abstand zwischen Anode und Kathode am Ende des zur Anode hinweisenden Zündfortsatzes am kleinsten ist, und bei welcher ferner eine derart angeordnete Starterelektrode vorgesehen ist, daß die mittels der Starterelektrode gezündete Steuerentladung am Zündfortsatz der Kathode ansetzt, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Elektroden (2, 4,5, 7) der Glimmentladungsröhre (1), bei welcher der kleinste Abstand zwischen Anode (2) und Zündfortsatz (7) mit dem kleinsten Abstand zwischen Starterelektrode (4) und Zündfortsatz (7) einen 45° übersteigenden, vorzugsweise aber etwa 90° betragenden Winkel bildet, zum Zweck, die Steuerempfindlichkeit der Glimmentladungsröhre (1) zu verbessern.

2. Glimmentladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (5) und der zur Anode (2) hinweisende Zündfortsatz (7) aus einem Stück gleicher Materialbeschaffenheit herausgearbeitet sind, wobei bei einer aus Blech bestehenden Kathode (5) der Zündfortsatz (T) aus einem aus dem Kathodenblech abgewinkelten Lappen bestehen kann, und daß ferner der Abstand zwischen Starterelektrode (4) und Kathode (5) am

Ende des zur Anode (2) hinweisenden Zündfortsatzes (7) am kleinsten ist.

3. Glimmentladungsröhre nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 869 666, 865 616; U-SA.-Patentschrift Nr. 1 84O¹055;

Starterelektroden (4) mit einer entsprechenden 5 französische Zusatzpatentschrift Nr. 65 669 zur

Anzahl von Zündfortsätzen (7) vorgesehen sind.

Patentschrift Nr. 1 092 727.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen