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Als Gasrelais, insbesondere Telephonrelais- (Lautverstärker), dienende
Entladungsröhre mit Glühkathode. Die Erfindung bezweckt, die Lebensdauer und Gleichmäßigkeit
von Entladungsröhren mit glühender Kathode zu erhöhen, die unter dein Namen Gasentladungsrelais
bekannt sind und. hauptsächlich zur Verstärkung elektrischer Ströme dienen. Ihr
Anwendungsgebiet ist ein sehr reichhaltiges, z. B. in der Fernsprech- und Telegraphentechnik
mit und ohne Draht zum Verstärken sehr schwach ankommender Stromstöße und Wechselströme.
Ferner können sie für Meßzwecke, Oszillographen, Lautsprechtelephone, Kommandoapparate,
Unterwasserschallsigna'le u. a. m. nutzbar gemacht werden. In der Fernsprechtechnik
sind derartige Gasentladungsrelais unter dem Namen Lautverstärker bekannt.
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Ein Übelstand derarfiiger Entladungsröhrien mit Glühkathode ist nun
der, daß der ursprünglich im Rohr herrschende. Gasdruck im Laufe des Gebrauchs der
Röhre sich verändert dadurch, d!aß entweder die Gase durch die obekannte Erscheinung
der Kathodenzerstäubung oder durch aridere physikalische oder chemische Vorgänge
verbraucht werden, so .daß die Röhre härter wird, oder -daß Gase nachträglich frei,
werden, so daß der Gasdruck höher, also die Röhre weicher wird. Jedes Abweichen
des Gasdruckes: von dem urgprüngliehen Wert beeinfluß.t aber die Wirkungsweise der
Entladungsröhre. Um diese Änderungen auszugleichen und: die Röhre auf .ihren empfindlichsten
Wert einzustellen, ist eine Nachregelung der . Temperatur der Glüh-Kathode oder
der an die Röhre angelegten Spannung oder beider gleichzeitig erforderlich. Hat
diese Nachregulierung schon ihre Nachteile insofern, als. sie die ständige Über=.
wachurig der Röhre durch einen Fachmann voraussetzt, so gelangt man auch schließlich
an den Punkt, wo ein Nachrebggeln die Änderungen des Gasdruckes nicht mehr auszugleichen
vermag, d. h. also, wo die Röhre unbrauchbar ist.
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Diese Nachteile der Glühlzathedenröhren mit reiner Gasfüllung hat
man dadurch auszugleichen, gesucht, daß man in, die. Röhren geeignete Stoffe, z.
B. Quecksilber, Metallamalgame o. dgl., gebracht hat, welche Dämpfe, z. B. Quecksilberdampf;
entwickeln, die eine Erhöhung des, Gasdruckes, bis zu bestimmten Grenzen bewirken:
Besser kann aber dor an" gestrehte Zweck dadurch erreicht werden, d:aß die Glühkathod!enröhlren
gemäß der Erfindung mit Edelgasen gefüllt werden. Es hat sich gezeigt, daß z. B.
Argon besonders geeignet ist. Entladungsröhren, z. B. Lautverstärker, welche mit
Argon gefüllt sind, zeigen ein bedeutend besseres Verhalten bezüglich lang anhaltender
Gleichmäßigkeit als Röhren, die z. B. Luft als Gasrest. enthalten. Zurückzuführen
ist dieses bessere Verhalten vielleicht auf die sehr große chemische Indifferenz
des Argons, welches infö1ge dieser Indifferenz nicht von den@in der Röhre vorhandenen,
zum Teil g'lühend'en Metallteilen absorbiert wird. Man kann deshalb auch mit anderen
Edelgasen ähnliche Verbesserung en erzielen. Ein weiterer Vorteil des indifferenten
Argons besteht
darin, daß man wegen, seiner Indifferenz bedeutend:
größere Mengen Gas in -der- Röhre zurücklassen kann, ohne ` Gefalir-.zu laufen,
die glühenden Metallteile,..3.@ einen als Kathode dienenden .kltih-nden"*öifraindraht,
zu schädigen, *rährgntT.n@cj;e;4G ,t, z. B. Luft, die glühenden Metallteile angreifen
können. Je mehr Gasfüllung man nun ursprünglich anwenden -kann, desto weniger macht
eine gewisse absolute Zu- oder Abnahme des Gasdruckes verhältnismäßig aus, und desto
weniger wird das Verhalten der Entladungsröhre hi,drvon beeiriflußt werdien.
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Die Ausführung- des Verfahrens geschieht in der Art, daß man eine
Entladungsröhre, welche eine glühende Kathode, z.- B. einen glühenden, mit Oxyden
bedeckten Patindraht (Wehneltkätho:de) oder einen glühenden Wolframdraht, enthält
und: entweder mit einem dampfliefernden Körper, z. B. Metallamalgam, ausgestattef
ist oder dieses Körpers ermangelt, mittels einer Quecksilberluftpumpe zweckmäßig
unter äußerer Heizung des Rohres entlüftet, -und' daß man, nach genügender Entlüftung
eine gewisse Menge des geeigneten Gases; z. B. Argon, zweckmäßig im Überschuß in
die Röhre einläßt. Nach dem Einlassen des Gases wird dieses wieder mittels der Pumpe
so weit entfernt, daß gerade der gewünschte Betrag in der Röhre zurückbleibt. Zweckmäßig
kann man das Gas wiederholt einlassen und auspumpen unter gleichzeitiger Heizung,
um die Röhre gewissermaßen auszuspülen. Die Menge des zurückbleibenden Gases kann
man z. B. durch einen: Vakuummesser feststellen.
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Die Dauerhaftigkeit der Argonfüllung ergibt sich: daraus, daß bei
einer als Lautverstärker dienenden Entladungsröhre bereits durch eine Füllung mit
einem- Gasdruck-von 0,0005 mm Quecksilbersäule eine wesentliche Verbesserung erzielt
-wird. Der günstigste Gasdruck kann aber wesentlich höher liegen und richtet sich
nach dem jeweiligen Verwendungszweck der Entladungsröhre. Er kann selbst bis zu
einigen Zentimetern Quecksilbersäule steigen. Statt des .Argons können., wie erwähnt,
auch andere Edelgase benutzt werden.-, Verner können Mischungen solcher Gase
unter. inänder ö ier mit;, anderen indifferenten Gasen,' -'Stuckstoff öder Quecksilberdämpf,
benützt werden: Ferner können in der Röhre außer der Gasfüllung noch Stoffe angeordnet
werden, durch die sich während des Betriebes durch Erwärmung bzw. Abkühlung durch
chemische oder physikalische Abspaltung Gase entwickeln bzw. absorbieren lassen,
und die daher als Regler für den Druck dienen, z. B. Holzkohle oder eine geeignete
Verbindung Beis angewandten Gases bzw. Dampfes. -Diese Stoffe können in -des Röhre
selbst oder in einem für diesen Zweck vorgesehenen besonderen Ansatz untergebracht
sein.
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Es ist zwar bekannt, in Röntgenröhren und in Moöreröhren Edelgase
einzuführen; diese Gasreste verhalten sich jedoch in diesen Röhren ganz- anders
als in -einem Glühkathodenrelais. In den genannten Röhren verschwinden sie beim
Betrieb infolge der höheren Stromstärke und Spannnxng und der dadurch bedfm!gten
größeren Erwärmung und Zerstäubung weit -schneller als beim Gasrelais. Dies ist
in erster Linie die Ursache, weshalb die Füllung mit Argon oder anderen Edelgasen
bei der Röntgenröhre unpraktisch ist und auch niemals in d'ie Praxis, eingeführt
wurde, und -d'aß bei der Moorelampe beisondiere Apparate zur Nachfüllung von Gas
gebraucht werden. Diese auf anderen,. Gebieten gesammelten -Erfahrungen- mußten
davon abschrecken, beim Gasrelais eine Edelgasfüllung zu versuchen. Wider Erwarten
zeigte sich aber, daß hier die Edelgasfüllung möglich ist, weil hier die Verhältnisse
hinsichtlich der Absorption des Gasinhalts und hinsichtlich der zulässigen Drücke
ganz anders liegen.