DE1045552B

DE1045552B - Elektrisches Entladungsgefaess mit vom Atmosphaerendruck abweichendem innerem Gasdruck

Info

Publication number: DE1045552B
Application number: DEW19763A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Christian Gutzmer; Dr-Ing Frank Arno Lenze
Original assignee: Wickmann Werke AG
Current assignee: Wickmann Werke AG
Priority date: 1956-09-15
Filing date: 1956-09-15
Publication date: 1958-12-04

Description

Der Gegenstand der Erfindung betrifft ein elektrisches Entladungsgefäß, in dem ein vom Atmosphärendruck abweichender Gasdruck herrscht. Diese. Gefäße bestehen im allgemeinen aus Glas oder Keramik, in denen, z. B. bei Verwendung als Überspannungsableiter, zur Bildung der Entladungsstrecke Elektroden oder Elektrodenpaare angeordnet sind. Zur Halterung der Elektroden und zugleich zur Stromzuführung von außen dienen Drähte oder Stäbe, die durch die Wandung des Gefäßes hindurch geführt und mit ihr in bekannter Weise mittels Metallglasverschmelzung vakuumdicht verbunden sind.

Es zeigt sich aber, daß diese Verschmelzungen auf die Dauer nicht vakuumdicht bleiben. Es bilden sich an oder in der Nähe der Drahtdurchführungen z. B. Haarrisse, durch die in das Gefäß Luft eindringt. Auch durch zu hohe oder ungleichmäßig auftretende thermische Belastungen des Ableiters kommt es zur Bildung von Glassprüngen. Durch diesen Lufteintritt wird aber der Gasdruck im Entladungsgefäß, der im allgemeinen in der Größenordnung zwischen 20 bis 40 Torr liegt, unzulässig verändert. Der vorbestimmte Wert der Ansprechspannung wird infolgedessen nicht nur in zunehmendem Maße beinflußt, sondern führt zum völligen Unbrauchbarwerden des Ableiters, so daß er seine Schutzaufgabe nicht mehr erfüllen kann.

Es sind nun schon Entladungsgefäße bekanntgeworden, bei denen im Innern ein elastischer, mit Luft atmosphärischen Druckes gefüllter Hohlkörper angeordnet ist, der sich infolge des im Gefäß herrschenden niederen Gasdruckes ausgedehnt hat. Bei Druckanstieg durch Lufteintritt in das Entladungsgefäß zieht sich der Hohlkörper wieder zusammen, wobei durch diese mechanische Bewegung elektrische Kontakte betätigt werden, die die Entladungsstrecke des Ableiters kurzschließen. Naturgemäß können jedoch diese Hohlkörper verhältnismäßig nur klein bemessen werden, da die Unterbringung im Entladungsgefäß räumlich Schwierigkeiten bereitet, zumal die Funktion des Innenaufbaues nicht gestört werden darf. DieDehnungs- bzw. Zusammenziehungsfähigkeit derartiger eingesetzter Hohlkörper ist daher allein nicht ausreichend, die Kontakte zu betätigen. Diese sind ja in der Edelgasfüllung des Gefäßes untergebracht und müssen im getrennten Zustand einen größeren Abstand voneinander haben, als die Entladungsstrecke des Ableiters. Es sind deswegen lange Hebelarme vorgesehen worden, um den Kontakten die erforderliche Bewegungsweite zu geben. Der Aufbau solcher Anordnungen innerhalb des Gefäßes aber wird dadurch schwierig und umständlich.

Die Erfindung vermeidet die durch den Einbau zusätzlicher Teile in das Gefäß entstehenden Nachteile, indem ein Teil der Gefäßwand selbst elastisch aus-Elektrisch.es Entladungsgefäß

mit vom Atmosphärendruck

abweichendem innerem Gasdruck

Anmelder:

Wickmann -Werke Aktiengesellschaft,
Witten-Annen, Annenstr. 113

Dr.-Ing. Frank Arno Lenze

und Dipl.-Phys. Christian Gutzmer, Witten-Annen,
sind als Erfinder genannt woxden

geführt wird. Zu diesem Zweck wird ein Teil der Gefäß wandung, vorzugsweise z. B. eine Stirnseite eines Glasrohres, mit einer elastischen Membran oder Metallfolie verschlossen, die sich infolge des Druckunterschiedes zwischen äußerer Atmosphäre und innerem Gasdruck im Verlauf des Pumpvorganges in das Gefäßinnere durchbiegt. Bei eintretendem Druckausgleich führt die Membran eine rückläufige Bewegung zur Einnahme der entspannten Lage durch. Diese Bewegung wird zum Betätigen einer mechanischen oder elektrischen Anzeigevorrichtung benutzt. Auf diese Weise wird der durch Lufteintritt verminderte oder gestörte Funktionszustand des Entladungsgefäßes sichtbar gemacht.

Die Anordnung der elastischen Membran als Teil der Gefäßwand ist vorteilhaft, da weder der Innenaufbau des Ableiters räumlich eingeengt, noch die Funktion des Ableiters gestört oder beeinflußt wird. Das Bewegungsvermögen der Membran, auf die die freie Atmosphäre direkt einwirkt, ist im Gegensatz zum eingebauten Hohlkörper, dessen Leistung allein von seinem Volumen abhängig ist, ausreichend groß, um die außerhalb des Gefäßes angeordneten Kontakte ohne Übersetzung bzw. Hebelarme zu betätigen.

An Hand der Zeichnung soll ein Beispiel der erfindungsgemäßen Anordnung erläutert werden. In Abb. 1 ist ein Entladungsgefäß 1, ζ. Β. aus Glas bestehend, dargestellt, bei dem an einer Seite in bekannter Weise die Halte- und Zuführungsdrähte 2 eingeschmolzen sind, die im Innern des Gefäßes die Elektroden 3 tragen. Über das Pumpröhrchen 4 wird das Gefäß evakuiert. Am anderen Ende des Gefäßes ist ein Metallring 5 durch Metallglasverschmelzung vakuum-

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dicht befestigt. Die Membran 6 schließt das Gefäß ab und ist mit dem Metallring z. B. durch Lotung verbunden. Die Membran ist mit konzentrischen Wellen 7 versehen, wie aus Abb. 2 hervorgeht. Im Verlauf des Auspumpeijs des Gefäßes nimmt die Membran infolge des atmosphärischen Druckes die in Abb. 1 gezeichnete Form an. Bei eintretendem Druckausgleich führt die Membran eine rückläufige Bewegung aus, durch die mittels des Stiftes 8 aus Metall oder Isolierstoff eine mechanische oder, wie in der Zeichnung veranschaulicht ist, eine elektrische Kontakteinrichtung 9 betätigt wird. Die Kontakteinrichtung ist als Schließer ausgebildet und kann der Fernmeldung wie auch dem Kurzschließen einer oder mehrerer Entladungsstrecken dienen. Es ist ebenso möglich, die Kontakteinrichtung als öffner oder auch Umschalter auszubilden. Die Einrichtung ist in einer aus der Isolierscheibe 10 und der Metallhaube 11 bestehenden Kappe untergebracht. Durch die Öffnungen 12 steht die Membran mit der Atmosphäre in Verbindung.

Durch besondere Formgebung kann die Bewegungsstrecke der Membran auch vergrößert werden. Wie in Abb. 3 gezeigt, weist die Membran bereits bei fehlendem Druckunterschied eine einseitige Durchbiegung 22 auf, so daß sie bei einer Steigerung des Druckunterschiedes auf den beiden Seiten sich nicht kontinuierlich durchbiegt, sondern erst bei Erreichen eines bestimmten kritischen Wertes sprunghaft die Lage 23 einnimmt. Bei entsprechendem Druckausgleich schnellt die Membran in die Ausgangsform zurück. Die Bewegungsstrecke der Membran ist damit gegenüber der Ausführung nach Abb. 2 vergrößert worden.

Die Ausbildung des sich bewegenden Teiles ist jedoch nicht auf eine Membran oder Folie beschränkt. Mit gleicher Wirkung läßt sich z. B. eine hohle Glasspirale oder auch eine Bourdonfeder am oder im Entladungsgefäß anordnen, deren Hohlräume mit dem Gefäßinnern in Verbindung stehen.

Der Erfindungsgedanke ist noch mannigfacher Abwandlung fähig, z. B. indem mehrere Teile mechanisehe Bewegungen ausführen oder mehrere Kontakte betätigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE;

1. Elektrisches Entladungsgefäß mit vom Atmosphärendruck abweichendem innerem Gasdruck, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer beabsichtigten oder unbeabsichtigten Druckänderung im Innern des Entladungsgefäßes ein Teil der Gefäßwandung eine mechanische Bewegung ausführt.

2. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil eine mechanische Anzeigevorrichtung betätigt.

3. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil einen elektrischen Kontakt betätigt, der als Schließer, öffner oder Umschalter ausgebildet ist.

4. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt zur Signalisierung oder/und zur Veränderung der elektrischen Eigenschaften des Entladungsgefäßes dient.

5. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt eine oder mehrere Entladungsstrecken kurzschließt.

6. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil als elastische Abschlußmembran eines zylindrischen Entladungsgefäßes ausgebildet ist.

7. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil als Bourdonfeder ausgebildet ist.

8. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil als hohle Glasspirale ausgebildet ist.

9. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil von den stromführenden Teilen elektrisch isoliert oder selbst aus einem elektrisch isolierenden Stoff hergestellt ist.

10. Elektrisches Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil stromführend ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 257 232.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 1 019 767, 1 024 643.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen