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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 286675-KLASSE 2\g. GRUPPE- M 286675 CLASS 2 \ g. GROUP

Glimmlichtrelais für unduliereiide Ströme. Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Juni 1914 ab.Glow light relay for undulating currents. Patented in the German Empire on June 9, 1914.

In den deutschen Patentschriften 236716 und 249142 sind Glimmlichtrelais beschrieben, die eine sogenannte Wehneltkathode, eine Anode und eine blendenartige oder gitterförmige Hilfselektrode enthalten, die den Raum zwischen Anode und Kathode völlig scheidet. In derartigen Relais müssen für die Erzielung einer größeren Relaiswirkung unverhältnismäßig große Energiemengen für das Glühen der Kathode verwendet werden, und dementsprechend erhält die Entladungsrohre ziemlich große Dimensionen. Der innere Widerstand von Entladungsröhren mit großen Elektrodenoberflächen und großem Volumen ist verhältnismäßig klein,Glow light relays are described in German patents 236716 and 249142, a so-called Wehnelt cathode, an anode and a diaphragm-like or grid-like one Contain auxiliary electrode that completely separates the space between anode and cathode. In such relays must be disproportionate to achieve a greater relay effect large amounts of energy are used for glowing the cathode, and accordingly the discharge tubes are given rather large dimensions. The internal resistance of discharge tubes with large electrode surfaces and large volume is relatively small,

!5 so daß bei der hohen Elektrodenspannung, die gewählt werden muß, beträchtliche Entladungsstromstärken auftreten. Daraus können Schwierigkeiten entstehen, sobald es sich um die Verstärkung sehr schwacher Ströme handelt, wobei die im Empfangsstromkreis eingeschalteten Apparate sehr empfindlich einzustellen sind. Treten nämlich in diesem Falle abnormale Spannungsschwankungen im Kreise der zu verstärkenden Ströme (Primärstromkreis)! 5 so that at the high electrode voltage, the must be selected, considerable discharge currents occur. This can lead to difficulties arise as soon as it is a matter of amplifying very weak currents, with those switched on in the receiving circuit Apparatus are very sensitive to setting. In this case, abnormal occur Voltage fluctuations in the circuit of the currents to be amplified (primary circuit)

^a5 auf, so wird infolge des geringen Widerstandes des Entladungsstromkreises die Stromstärke dort so weit ansteigen können, daß die emp- ^a 5, then due to the low resistance of the discharge circuit, the current strength there can rise so far that the

• findlichen Apparate beschädigt werden. Es ist somit zweckmäßig, den Widerstand des Entladungsstromkreises (Sekundärstromkreis) zu erhöhen. Dies kann zweckmäßig durch Verkleinerung der Kathodenoberfläche erfolgen. Hiermit ist zugleich der weitere Vorteil verbunden, daß man mit geringeren Heizspannungen für die Kathode auskommt.• sensitive apparatus are damaged. It is therefore useful to measure the resistance of the Discharge circuit (secondary circuit) to increase. This can be done conveniently by downsizing the cathode surface. This also has the further advantage of that you get by with lower heating voltages for the cathode.

Verkleinert man aber den zum Glühen der Kathode erforderlichen Energiewert, so wird beim Unterschreiten eines bestimmten Wertes die Entladung labil, d. h. die Entladungsstromstärke kann auf keinem konstanten· Wert gehalten werden. Bei einer größeren Span-, nungsschwankung nach unten erlischt die Entladung, ohne bei einer nachfolgenden Spannungserhöhung wieder einzusetzen. Diese Erscheinung ist auf eine zu geringe Ionisierung des Entladungsraumes unterhalb der Hilfselektrode (Gitterelektrode) zurückzuführen. Relais, welche mit hohen Kathodenheizspannungen betrieben werden, haben dagegen im Gasraum unterhalb der Gitterelektrode eine ziemlich kräftige Ionisierung, so daß größere Spannungsschwankungen im Anodenstromkreis, selbst wenn diese unter die Ionisierungsspannung des Gases oder Dampfes fallen, die Entladung nie zum Erlöschen bringen können, denn die Ionisierung infolge des durch den Heizstrom bedingten Spannungsabfalls an der Kathode selbst ist groß genug, um immer wieder die Entladung zum Einsetzen zu bringen. However, if the energy value required for glowing the cathode is reduced, then when falling below a certain value the discharge is unstable, d. H. the discharge current intensity cannot be at any constant value being held. If there is a larger voltage fluctuation downwards, the discharge is extinguished, without starting again in the event of a subsequent increase in voltage. This appearance indicates insufficient ionization of the discharge space below the auxiliary electrode (Grid electrode). Relays with high cathode heating voltages are operated, however, have a in the gas space below the grid electrode rather strong ionization, so that larger voltage fluctuations in the anode circuit, even if these fall below the ionization voltage of the gas or vapor, the discharge can never be extinguished, because the ionization as a result of the voltage drop caused by the heating current at the The cathode itself is big enough to cause the discharge to start over and over again.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, durch eine besondere Anordnung auch bei kleinen Kathoden und geringen Heizspannungen eine so starke Ionisierung im unteren Gasraum zu erhalten, daß die Entladung unter allen Umständen stabil bleibt. Das wird dadurch erreicht, daß die glühende Kathode in zwei durch einen Widerstand getrennte Teile zerlegt und diese unter Vorschaltung eines zweiten Widerstandes direkt an die Elektroden-The present invention aims, by a special arrangement, even with small ones Cathodes and low heating voltages lead to such a strong ionization in the lower gas space obtained that the discharge remains stable under all circumstances. This is achieved by that the glowing cathode is divided into two parts separated by a resistor and this with a second resistor connected upstream directly to the electrode

Spannung angelegt werden. Auf diese Weise wird zwischen den beiden Teilen der Kathode die zum Hervorbringen der starken Ionisierung notwendige Potentialdifferenz erreicht.
In der Figur, welche beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, sind die beiden Kathoden mit K₁ und K₂, die Gitterelektrode mit G, die Anode mit A und die Widerstände mit Rw, W₁ und W₂ bezeichnet. B₁ und B₂ sind zwei kleine Batterien zur Erhitzung der Kathoden K₁ und K₂. Der zwischen dem Kathodenteil liegende Widerstand Rw wird nun so bemessen, daß zwischen den Punkten α und b der Kathode eine Potentialdifferenz herrscht, die genügend groß ist, um eine kräftige Ionisierung im Entladungsraum unterhalb der Gitterelektrode des Relais R hervorzurufen. Durch Versuche wurde festgestellt, daß die günstigste Relaiswirkung bei Verwendung einer Elektrodenspannung F von 220 Volt dann auftritt, wenn zwischen den Punkten α und b eine Spannungsdifferenz von etwa 30 Volt herrscht. Aus praktischen Gründen ist es vorteilhaft, die Widerstände W₁ und Rw ziemlich groß zu wählen, damit die Stromstärke in dem Kreise, der durch Stromquelle.. Kathode und die Widerstände gebildet wird, nicht zu sehr ansteigt. Unter sonst gleichen Umständen erzielt man bei einer geteilten Kathode dieselbe Relaiswirkung wie mit einer einzigen Kathode, wobei die erstere Ausführung nur einen 7 bis 10 mal so kleinen Energiewert zum Glühen der Kathode verlangt; diese ganz bedeutende Verminderung der Glühenergie hat zur Folge, daß auch das Volumen der Entladungsröhre auf ein sehr kleines Maß verringert werden kann.Voltage can be applied. In this way, the potential difference necessary to produce the strong ionization is achieved between the two parts of the cathode.
In the figure, which, for example, represents an embodiment of the invention, the two cathodes are denoted by K ₁ and K ₂ , the grid electrode by G, the anode by A and the resistors by Rw, W ₁ and W ₂ . B ₁ and B ₂ are two small batteries for heating the cathodes K ₁ and K ₂ . The resistance Rw located between the cathode part is now dimensioned so that there is a potential difference between points α and b of the cathode which is sufficiently large to cause strong ionization in the discharge space below the grid electrode of the relay R. Experiments have shown that the most favorable relay effect when using an electrode voltage F of 220 volts occurs when there is a voltage difference of about 30 volts between points α and b. For practical reasons, it is advantageous to choose the resistors W ₁ and Rw to be fairly large, so that the current intensity in the circuit formed by the current source .. cathode and the resistors does not increase too much. All other things being equal, the same relay effect is achieved with a divided cathode as with a single cathode, the former design requiring only 7 to 10 times as small an energy value for glowing the cathode; This very significant reduction in the glow energy has the consequence that the volume of the discharge tube can also be reduced to a very small extent.

Wie bereits oben erwähnt, haben die Entladungsröhren mit kleinen Elektrodenoberflächen und kleinem Volumen einen hohen inneren Widerstand, so daß die Entladungsstromstärke sehr gering ist. Bei 220 Volt Elektrodenspannung und bei einem Energiewert von 8 Watt zum Glühen der Kathode beträgt die Anodenstromstärke nur wenige Milliampere. Werden nun auf den Stromkreis Gitter-Kathode größere Spannungen induziert, so kann das Relais diese nur bis zu solchen Werten verstärken, die innerhalb der Anodenstromstärke liegen. Bei sehr kleinen primären Energien wird man zweckmäßig den Widerstand W₂ im Anodenstromkreis hoch wählen, um damit die Stromstärke der Entladung weiter zu reduzieren. In diesem Falle kann man die Apparate im Sekundärstromkreis S des Relais sehr empfindlich einstellen, ohne durch unbeabsichtigte Spannungsschwankungen im primären Stromkreis P eine Beschädigung der Apparate befürchten zu müssen. Die Eigenschaft der Entladungsröhre ist für Zwecke der drahtlosen Nachrichtenübermittlung besonders wichtig, weil damit die durch atmosphärische Entladungen hervorgerufenen starken Stromstöße im primären Stromkreis die Apparate im Empfängerstromkreis nicht übermäßig beanspruchen können. Auch für transportable Apparate besitzt das Relais in der neuen Ausführung wegen der Verringerung der Kapazität der Betriebsstromquellen erhebliche Vorteile.As mentioned above, the discharge tubes with small electrode surfaces and small volume have a high internal resistance, so that the discharge current is very low. With an electrode voltage of 220 volts and an energy value of 8 watts for glowing the cathode, the anode current is only a few milliamperes. If larger voltages are now induced on the grid-cathode circuit, the relay can only amplify them up to values that are within the anode current strength. In the case of very small primary energies, the resistance W ₂ in the anode circuit is expediently selected to be high in order to further reduce the current intensity of the discharge. In this case, the devices in the secondary circuit S of the relay can be set very sensitively without having to fear damage to the devices due to unintentional voltage fluctuations in the primary circuit P. The property of the discharge tube is particularly important for the purposes of wireless communication, because it prevents the strong current surges in the primary circuit caused by atmospheric discharges from placing excessive stress on the apparatus in the receiver circuit. The relay in the new design also has considerable advantages for transportable apparatus due to the reduction in the capacity of the operating power sources.

Claims

Patent claim:

Glow light relay for undulating currents, characterized in that the glowing Cathode is divided into two parts separated by a resistor, which are interposed other resistors can be connected to the electrode voltage for the purpose of connecting the two parts the cathode a sufficiently large potential difference and thus a strong ionization in the discharge space below of the grid electrode.

1 sheet of drawings.