DE1590785A1

DE1590785A1 - Magnetische Steuerroehre

Info

Publication number: DE1590785A1
Application number: DE19651590785
Authority: DE
Inventors: Satsuro Umeda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-08-27
Filing date: 1965-03-05
Publication date: 1970-05-27
Also published as: US3390360A; NL6411578A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Steuerröhre, deren Hauptelektrode aus wenigstens einem oxydierten, festen Lösungselement und einem paar Silberelektrodenbacken besteht, und die in einer Vakuumröhre untergebracht ist, in der die genannten Hauptelemente mit Dauermagneten gekoppelt sind, wobei ein lederelement gegen die Anziehungskraft des genannten magnetischen Feldes wirken kann.

Die erwähnte Hauptelektrode besitzt einen negativen Widerstandskoeffizienten sowie eine negative ferromagnetische Kennlinie mit festgelegtem und bestimmtem Temperaturgradienten Je nach dem Erfordernis der entsprechenden Arbeitsbedingungen, und mit dem wesentlichen Merkmal geringster Toleranz der Zeitverzögerung, die unbeeinflußt von der Umgebungstemperatur ist. Andererseits ermöglicht die Röhre die Durchführung einer Steuerung durch Änderung der Zeiteinstellung entsprechend einem außen angeschlossenen

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wärmeempfindlichen Körper mit einem Thermistor und/oder der Lufttemperatur bei selbsttätiger Steuerung» In beiden Fällen wird die Verzögerungsschaltung durch einen anfangs erregten Stromwert und die Federkraft bewirkt, außerdem durch die äußere Befestigung eines magnetischen Materials. Diese Befestigung ist einstellbar an der fertigen magnetischen Steuerröhre angebracht und stellt gleitend das äußere magnetische Feld ein und sollte beim ersten Probearbeiten durch Haltematerial festgehalten werden. Wenn der oben erwähnte Anfangsstrom in geeigneter Weise einwirken kann, steigt der Strom bis zu einer ausreichenden Stärke an, um das Relais über eine Zeitspanne ansprechen zu lassen. Die Arbeitsweise des Relais mit Erwärmen und Abkühlen hängt vom thermischen Einfluss ab, bewirkt durch wärmeempfindliches Material, dessen Thermokonstante und Temperaturkoeffizient den Zeitfaktor bestimmt.

Die magnetische Steuerröhre mit Zeitverzögerung gemäß der Erfindung ist eine abgeänderte Vorrichtung, um für besondere Zwecke, wie z„B. den Thermoeffekt eines ferromagnetischen Thermistors, verwendet zu werden. Er besteht aus einem neuen oxydierten festen Grundstoff, der gesintert wurde, mit negativem Widerstands-Temperatur-Koeffizienten und negativer ferromagnetischer Kennlinie, der als vollkommen gleichmäßig verteilte Bestandteile hauptsächlich Feο O-z enthält und zumindest ein zweiwertiges übergangs- metall und Zink, die alle zusammen oder teilweise die Stufen zur vollkommenen Mischung einer Lösung darstellen, in der Eisenoxydpulver suspendiert ist, und aus einer leicht

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löslichen Verbindung aus der Gruppe, "bestehend aus Acetaten, Oxalaten, Chloriden, Nitraten und Carbonaten zweiwertiger Übergangsmetalle in einem Lösungsmittel wie Wasser oder Alkohol. Die obige suspendierte Lösung als Ausgangsmaterial, in der die oxydierte Komponente der feste ütoff ist, besteht in stöchiometrischem Verhältnis und vollkommen gleichmäßiger Verteilung gemäß dem deutschen Patent (Patentanmeldung, Aktenzeichen U 10 136 VIIId/21c, Satsuro Umeda, angemeldet 25.11ol964: "Ferrimagnetische Thermistor-Vorrichtung"). Diese Vorrichtung wird innen mit einer Feder, die gegen die Anziehung eines Dauermagneten wirkt, und außerdem mit einer Schaltanordnung versehen. Diese Vorrichtung weist mindestens ein paar Metallelektroden (Silber) als Hauptbestandteil auf.

Das Wesentliche der Erfindung besteht in einem Verzögerungsschalter, der hauptsächlich die Magnetstrom-Kennlinie eines festen Elementes, das in einem Glaskolben eingeschlossen ist, ausnutzt, ohne merklich durch .Änderungen der Umgebungstemperatur beeinflußt zu werden.

Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist die Schaffung einer selbsttätigen Temperatursteuerung durch eine stark vereinfachte Konstruktion.

Ein weiterer beachtlicher Erfindungsgedanke ist die Herstellung einer möglichst genauen Zeitverzögerungssteuerung des Erwärmungs- und Abkühlungszyklus durch Verwendung eines wärmeempfindlichen Steuerelementes (Thermistor), welches höchst empfindlich für- den Einfluß der Umgebungstemperatur und/oder der. Kontaktkörpertemperatur ist. Was die konstruktive Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung anbetrifft, sind verschiedene Ausführungen anwendbar, deren Ausgestaltung

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vom Verwendungszweck abhängt. Einige dieser Zwecke werden nachstehend "beispielsweise beschrieben.

Die in Reihe geschalteten Solenoidspulen können angekoppelt -und ein zylindrischer Körper aus reinem Bisen.kann benutzt werden, beides gleichermaßen, um das zeitliche Ansprechen zu verzögern und/oder die Yerzogerungsperiode kann die Kennlinie nach Wunsch wählen.

Wenn die Vorrichtung als Thermistor benutzt wird, dann kann man auch unter sehr kalten Bedingungen, beispielsweise bei -3Ö ⁰C, anstelle mit einem Grundstromfluß arbeiten.

Beim Arbeiten als bloßer Zeitverzögerer wird ein günstiger Stromfluß im ferrimagnetischen Thermistorelement aufrechterhalten, und zwar solange, bis der Hauptschalter ausgeschaltet wird.

Im Falle einer periodischen Zeitverzögerung wird der oben erwähnte Stromfluß durch eine Bewegung als Folgeerscheinung der Selbsterhitzung selbsttätig abgeschaltet, während das Abkühlen unter natürlichen Bedingungen erfolgt; darauf wird die magnetische Anziehungskraft wiedererlangt, der Dauermagnet übt seine Anziehungskraft aus, und es tritt erneut eine Selbsterhitzung ein. Durch diese zyklische Bewegung werden elektrische Stromkreise gesteuert.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung werden der Abgleich und die Einstellung nach Anbrinrunp des Glaskolbens vollständig von der Außenseite der Röhre vorgenommen we^en der Ausbildung des leerg-epumpten Glaskolbens. Die Einstellung der Arbeitskennlinie wird gegebenenfalls mittels einer maffnetiecheri Regulierung mit einem me^neti Gehen Materia], einer So leno id mile cd .dpi. vorgenommen, die in die Röhre

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eingebracht sind. In gewissen Fällen wird darauf Wert gelegt, dass die Toleranz durch solche Mittel verringert wird. Bei beiden oben erwähnten Anwendungsgebieten können diese Erwähnungen erforderlichenfalls berücksichtigt werden. Die erfindungsgemäße Steuerröhre ist so aufgebaut, dass sie diese Lage berücksichtigt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Schnittansicht der neuen magnetischen

Steuerröhre gemäß Linie A - A in Fig. 2, Fig. 2 eine Seitenansicht der Steuerröhre nach Fig. 1,

teilweise im Längsschnitt, Fig. 3 einen bruchstückweisen Längsschnitt durch eine

andere Ausführungsform der Steuerröhre, Fig. 4- eine Schnittansicht gemäß Linie B - B in Fig»3, Fig. 5 ein Beispiel für die Ausrüstung der Röhre mit

einem magnetischen Material und Fig. 6 ein Diagramm mit einigen Kennlinien für die

Toleranz der Steuerröhre.

Die Figuren zeigen ein Beispiel einer magnetischen Steuerröhre gemäß der Erfindung, deren magnetisch negativer Widerstand 1 aus einer festen Oxydlösung zusammengesetzt ist und die Form eines Zylinders mit einer Aushöhlung von einer geeigneten Konizität besitzt. Der magnetische negative Widerstand 1 ist mit Hilfe eines hohlnietartigen Führungskörptrs 4· gegenüber einer oberen isolierplatte 2 fixiert. Die zentrale Bohrung des Haltekörpers 4 bildet zugleich eine Führung. Der magnetisch negative Widerstand 1 ist ferner mit abschließenden Stüteplatten 3, 3^f versehen.

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Der Dauermagnet 5 hat eine Konizität, die derjenigen der Aushöhlung des magnetisch negativen Widerstandes 1 entspricht. Der Dauermagnet 5 sitzt auf einer zentral angeordneten Achse 6_a die erforderlichenfalls teilweise aus Isolierwerkstoff "bestehen kann. 6' ist ein isolator. Der runde Dauermagnet 5» der an seiner Außenseite den magnetischen Südpol aufweist, ist in seiTieT? Stellung fest mit der Achse verbunden, die auf- und abwärts "bewegbar ist, indem sie lose in einem Führungszylinder 4 der oberen Isolierplatte 2 und in einem Führungszylinder 8 einer unteren Isolierplatte 7 gleitet.

Die obere Isolierplatte 2 hält eine Blattfeder 9 aus einem nicht magnetischen Stahl (etwa 18-8), deren einer Teil auf die bewegbare Achse 6 drückt, deren unteres Ende durch das Führungsteil 8 der unteren Isolier- oder Grundplatte ragt, wobei es elektrisch isoliert ist und berührt immer ein bewegliches Teil 10, 10', das elastisch an der Grundplatte 7 befestigt ist. Dieses bewegliche Teil 10, 10', dessen Anzahl dem jeweiligen Erfordernis angepasst ist, hält geeignete metallische Kontakte 11, 11", denen metallische Kontakte 12, 12' entsprechen. Streben 13 und 1A-, welche die obere isolierplatte 2 und die untere Isolierplatte 7 in geeignetem Abstand halten, tragen nicht nur das Getter 15, sondern vereinfachen auch die Konstruktion, indem sie als elektrische Leiter verwendet werden. Die Isolierplatten 2 und 7 können aus Steatit, Glimmer oder dergleichen bestehen, während der Glaskolben 16 der einer gewöhnlichen Subminiaturröhre mit 7 oder 9 Stiften bzw. der einer GT-Röhre ist. Br wird vorzugsweise entsprechend vorstehenden Ausführungen

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ausgewählt und durch Erhitzen des Getters so hergestellt, dass ein Vakuum von mindestens 2 χ 10 mm Hg herrscht, wobei Glimmerstreifen 17, 17* eingesetzt werden, um ein Schwingen der Teile zu verhindern. Bisweilen wird das Getter getrennt elektrisch erhitzt, um nicht die Charakteristik des magnetischen Materials zu beeinflussen.

Nach der Zeichnung zieht der Dauermagnet 5 den magnetisch negativen Widerstand 1 an entgegen dem Widerstand der Druckfeder 9 im oberen Teil der Steuerröhre. Die Kontakte 11, 1.1 · schließen mit den Kontakten 12, 12» unter dem Druck der elastischen Kraft des beweglichen Teiles 10, 10'j und der Magnet 5 liefert Ladestrom. Es tritt eine Selbstaufheizung ein mit einer Geschwindigkeit, die dem Anfangsstrom der Hauptelektrode 1 entspricht, und die beweglichen Kontakte 11, 11« werden von den festen Kontakten 12, 12« mit Hilfe der Spannung der Feder 9 getrennt.

Es ist natürlich auch die umgekehrte Wirkungsweise in Bezug auf die Kontakte möglich. Es ist beispielsweise möglich, eine solche Anordnung zu treffen, bei der die Kontakte 11, 11' unter Druck die festen Kontakte 12, 12« schließen, während der Dauermagnet 5 sich um den Weg verschiebt, der in Fig. 5 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, indem man über die Anschlüsse 3-3' einspeist, bis der Dauermagnet 5 und der magnetisch negative Widerstand 1 durch die Kraft der Feder 9 getrennt sind. Die Genauigkeit kann noch vergrößert werden, indem man die Feder 9 selbst als Eimecsllscliait'-r v.'ir>en Insst, was in der Zeichnung nicht darre-tell."* jet.

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Die Fig. 3 und 4- zeigen Darstellungen senkrecht zu denjenigen nach Fig. 1 und 2 mit einer außen liegenden Solenoidspule 18, die für die innere magnetische Korrektur eingesetzt wird. Man kann mit der Spule allein den Strom regulieren, um das magnetische Feld einzustellen, wenn die Spule mit dem magnetisch negativen Widerstand verbunden ist, oder man kann die Spule zur Einstellung der Zeitbegrenzung benutzen. Eine Reihenschaltung des Solenoids dient zur Arbeitseinstellung der Hauptelektrode 1, deren Kupferdraht einen negativen Temperaturkoeffizienten von O »004·/° C aufweist. Ist eine magnetische Korrektur erwünscht, wenn die Anbringung einer Solenoidspule nicht möglich ist, dann kann der gleiche Zweck erreicht werden, indem ein Ring 19 aus magnetischem Material einstellbar angeordnet wird, was aus Fig. 5 ersichtlich ist. Beim ersten prüfverfahren kann über dem Solenoid 18 ein ringförmiges magnetisches Material, wie reines Eisen, mit Hilfe von Befestigungsmitteln umgelegt werden. Es ist weiter angebracht, Mittel zur genauen Einstellung des Spaltes zwischen dem Dauermagnet 5 und der magnetischen Elektrode 1 vorzusehen.

Die oben genannte Solenoidspule und das äußer« magnetische Material, das je nach Bedarf angewendet wird, eollen nach folgenden Gesichtspunkten ausgewählt werden»

1. Korrektur des magnetischen Feldes (für Temperatur),

2. Zeitsteuerung.

Fig. 6 zeigt Kurven, nach denen die Charakteristik von Beispielen hinsichtlich ihrer Toleranz unter dieieffi Gesichtspunkt verbessert wurde. Dabei zeigt die Kurve O die Charakteristik in Luft, die Kurve P die Charakteristik bei

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einem Vakuum von 2 χ 10 mm Hg und die Kurve Q die Charakteristik bei einem Vakuum von 2 χ 1θ" mm Hg, wobei in allen Fällen mittels eines magnetischen Ringes korrigiert wurde.

Die so hergestellte magnetische Steuerröhre kann in einem Produktionsverfahren hergestellt werden wie die gewöhnlichen Empfängerröhren durch vorheriges Evakuieren einge- ,, schlossenen Gases, wobei man den Vorteil einer zeitsteuerung wegen des magnetisch negativen Widerstandes ausnutzen kann.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche :

1. Magnetische Steuerröhre, vorzugsweise mit. evakuiertem Glaskolben, aus deren Fassung die erforderliche Anzahl von Drähten nach außen geführt ist» gekennzeichnet diirch einen Dauermagneten (5)» der so beweglich gelagert ist, dass er
durch die magnetische Anziehungskraft eines ferromagnetischen Thermistors (1) angezogen werden kann, und der mit
zwei Abstandshaltern (2,7) aus Isoliermaterial ausgerüstet ist, an denen eine leder (9) so befestigt ist, dass sie gegen die erwähnte Anziehungskraft wirkt, wobei Schaltkontakte

(11,11 · ,12,12') in der erforderlichen Anzahl vorgesehen sind, die unter Ausnutzung der bewegenden Kraft der Feder (9)
steuern, während die Abstandshalter (2,7) durch mindestens zwei Streben (13»14) auf bestimmten Abstand gehalten sind.

2. Magnetische Steuerröhre nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ferromagnetischen Thermistor (1), bestehend aus einem gesinterten Körper aus oxydiertem festem Grundmaterial, mit negativem Temperaturkoeffizienten, und
elektrischem Widerstand, dessen Hauptbestandteil aus

]?βρ Ο-, und aus wenigstens einem tJbergangsmetall, welches
zweiwertige Ionen bilden kann, und aus Zink besteht, wobei das feste Grundmaterial in stochiometrischem Anteil und
vollkommen feiner Verteilung vorhanden ist.

3. Magnetische Steuerröhre nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen ferromagnetischen Thermistor (1), der seine magnetischen und elektrischen Eigenschaften von
selbst entsprechend der Einwirkung eines elektrischen

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Stromflusses ändert, der durch wenigstens ein Paar Silberelektrodenbacken zugeführt wird.

4. Magnetische Steuerröhre nach Anspruch 1 bis 3» gekennzeichnet durch eine Temperatursteuereinrichtung, deren Schalter über einen elektrischen Kreis mit dem Thermistor außen wirkungsverbunden ist, wodurch der Schalter automatisch arbeitet.

5. Magnetische Steuerröhre nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen in einem Gehäuse angeordneten Dauermagneten, der als Steuerorgan so angeordnet ist, dass zwischen dem Dauermagneten (5) und dem ferrimagnetischen Thermistor (1) eine Anziehungskraft wirksam ist, und dass das Hauptelement und/oder der Dauermagnet gegeneinander bewegbar sind, wenn die Anziehungskraft bei zunehmender Temperatur dieser magnetisch verkoppelten Elemente abnimmt, wodurch der Schalter betätigt wird.

6. Magnetische Steuerröhre, nach Anspruch 1 bis 4 zur Verwendung als Zeitverzögeriingseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis so angeordnet ist, dass ein optimaler Durchfluss aufrechterhalten wird, ohne dass die Anziehungskraft der gekoppelten Elemente nochmals wiedererlangt wird.

7· Magnetische Steuerröhre nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasumhüllung als Kolben (16) ausgebildet ist, der die Justierung des magnetischen Materials und der ringförmigen Spule (18) von außen ermöglicht.

8. Magnetische Steuerröhre nach Anspruch 1 bis 6,

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dadurch gekennzeichnet, dass die Glaeumhüllung als Kolben (16) ausgebildet ist, der die Justierung von magnetischem Material (19)ι wie z.B. reinem Bisen, an seiner Außenseite ermöglicht.

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