DE419300C - Entladungsrelais - Google Patents

Description

Bekanntlich zünden Glimmentladungen erst oberhalb einer gewissen Mindestspannung, der Zündspannung, und verlöschen erst nach Unterschreitung einer gewissen Mindestspannung, der Löschspannung. Zwischen der Zünd- und Löschspannung ist der Zustand einer Glimmentladungsröhre labil. Besteht eine Gli:r.m:nt'adung, so kann sie durch vorübergehende Herabsetzung der Spannung zum ίο Verlöschen gebracht werden; besteht keine Entladung, so kann eine solche durch vorübergehende Erhöhung der Spannung eintreten. Der einmal eingeleitete Zustand bleibt so lange bestehen, bis die angelegte Spannung über die Grenzwerte des labilen Zustandes geändert wird. Auf dieser Erscheinung beruht die Erfindung.

Die Erscheinung, daß es nur einer ganz geringen Erhöhung der Spannung bedarf, um eine Glimmentladung zur Zündung zu bringen, wenn die angelegte Spannung vorher etwa niedriger war als die Zündspannung, wird gemäß der Erfindung dazu ausgenutzt, eine Relais wirkung zu erzielen.

Da die Stroir.s'ärke bei der Glimmentladung durch Verwendung großer Elektroden geringen Elektrodenabs'.andes und kleinen äußeren Widerstandes bequem auf 0,2 Ampere gesteigert werden kann, ohne befürchten zu müssen, daß die Glimmentladung in eine Bogenentladung umschlägt, gibt die Erfindung die Möglichkeit, einen Strom von beträchtlicher Stärke durch einen ganz geringfügigen Spannungsimpuls auszulösen. Nicht ganz so gün'stig liegen die Verhältnisse, wenn man den labilen Zustand in der Nähe der Löschspannung ausnutzen will, um durch einen negativen (spannungscrniedrigenden) Spannungsimpuls einen Glimmentladungsstrom zum Verlöschen zu bringen. Im allgemeinen veriöscht eine Glimmentladung, wenn die Stromstärke geringer wird als einige Milliampere. Auch bei Beobachtung besonderer Vorsichtsmaßregeln gelingt es kaum, den Beirag von einem Milliampere wesentlich zu unterschreiten. Wird demnach die Spannung um einen geringen Betrag herabgesetzt," so erlischt die Glimmentladung plötzlich, und die Stromstärke fällt praktisch auf Null.

Es scheint, daß bei besonderen Umständen nach dem Verlöschen der Glimmentladung noch dunkle Entladungsströme bestehen bleiben, und es ist auch bereits in Vorschlag gebracht worden, diese Entladungsströme zum Bau quantitativer Relais zu verwenden. Für die vorliegende Erfindung kommen diese Ströme jedoch nicht in Frage, da ihre Stärke j um mehrere Zehnerpotenzen geringer ist als die niedrigste Stromstärke, die bei einer ^! Glimmentladung noch gemessen werden kann.

Die Literaturangaben über diese dunklen Ent- : ladungsströme widersprechen sich so sehr, daß man mit dem Vorhandensein von Unter- : suchung- und Meßfehlern rechnen muß. ■ Jedenfalls sind die bei Unterschreitung der j Löschspannung etwa noch vorhandenen Entladungsslröme so schwach, daß sie für die Auslösung elektromechanischer Wirkung j ο. dgl. nicht mehr in Frage kommen und daher in dem vorliegenden Falle als nicht vorhanden angesehen werden können.

Es tritt somit auch beim Unterschreiten der Löschspannung eine sprunghafte Änderung der Stromstärke ein, die ihrer Größenordnung nach für Relaiszwecke geeignet ist. Wesentlich größer ist jedoch die sprunghafte Änderung der Stromstärke bei der Zündung einer Glimmentladung, so daß diese vorzugsweise im Sinne der Erfindung angewendet wird. Die Wirkung eines derartigen Gasentladungsrelais ist vergleichbar mit derjenigen der sogenannten Halterelais, d. h. die Relaiswirkung bleibt auch nach Aufhören des lösenden Spannungsimpulses bestehen. Um ein Relais zu erhalten, bei dem die Wirkung zugleich mit dem auslösenden Spannungsimpuls aufhört, wird gemäß der Erfindung die Spannung periodisch so weit geändert, daß der Ruhezustand immer wieder von neuem erreicht wird. '

Soll der Spannungsimpuls beispielsweise dazu dienen, eine Glimmentladung hervorzurufen und nur während der Dauer des steuernden Stromes aufrechtzuerhalten, so verwendet man als Steuerstrom einen Strom, dessen Spannung sich periodisch zwischen zwei Grenzwerten ändert, wovon der obere höher als die Zündspannung, der untere niedriger als die Löschspannung sein muß. Da der untere Grenzwert auqh gleich ο oder negativ sein kann, kann man einen Strom von geeignetem Spannungsverlauf z. B. erhal-

ten durch periodische Unterbrechung von Gleichstrom, durch Verwendung von Wechselstrom oder durch Überlagerung von Gleich- und Wechselstrom.

Soll der auslösende Spannungsimpuls eine bestellende Glimmentladung zum Verlöschen, bringen, so müssen die beiden Grenzwerte der Spannung des Steuerstromes ebenfalls einerseits über der Zünd-, andererseits unterhalb der Löschspannung liegen. Die Glimmentladung verlöscht alsdann beim Unterbrechen des Steuerstromes.

Das Anwachsen der Stromstärke im Augenblick der Zündung oder das Fallen der Stromstärke im Augenblick des Verlöschens kann in bekannter Weise selbst dazu benutzt werden, um durch äußere, an sich bekannte Vorrichtungen den ursprünglichen Zustand wiederherzustellen.

In der Abb. 3 ist der Verlauf der Stromstärke in Abhängigkeit von einer aperiodisch veränderlichen Spannung dargestellt. Übersteigt die angelegte Spannung den Wert ο α, so steigt die Stromstärke plötzlich von ο (oder einem von ο sehr wenig verschiedenen Wert) auf den Wert α b. Bei weiterer Erhöhung der Spannung steigt die Stromstärke i zunächst schneller und nachher langsamer, als nach dem Ohmschen Gesetz zu erwarten wäre. Verringert man nunmehr die Spannung j wieder, so verlöscht die Glimmentladung erst, ! wenn die Spannung auf den Wert c d gefallen ist, der wesentlich kleiner ist als der Wert ο α ha Augenblick der Zündung, und die j Stromstärke fällt hierbei von dem Wert cd plötzlich auf o. In den Abb. 1 und 2 sind beispielsweise Ausführungsformen dargestellt.

In dem Glasgefäß der Abb. 1, welches ein

Gas geeigneter Art, vorzugsweise einer besonders hohen Elektronenbeweglichkeit, wie Stickstoff oder ein Edelgas, enthält, ist eine Spitze 5 eingeschlossen, die auqh durch einen \ Glühdraht ersetzt werden kann und den Zweck ι hat, in dem Glase dauernd Elektronen nach j Anlegung einer Spannung zu erzeugen. In der i Nachbarschaft derselben befindet sich ein Metallzylinder C₁ der als andere Elektrode j dient. Außerdem ist zu Steuerzwecken in an ^: sich bekannter Weise ein Gitter G eingebaut. ; Legt man an die Spitze eine positive, an C j eine negative Spannung an, so wird jetzt ein Strom durch das Gas gehen, der zunächst '■ keine leuchtende Entladung hervorruft, aber ' mit empfindlichen Meßinstrumenten nach- ■ weisbar ist. Die Außenspannung wird so weit ^: erhöht, daß das System kurz vor dem Einsetzen der leuchtenden Entladung steht. Legt j man nun eine zu verstärkende Spannung an Gitter und Spitze, so tritt momentan eine Spannungserhöhung des Gitters gegenüber der Spitze oder der Außenelektrode ein, und die leuchtende Entladung wird zum Einsetzen gebracht, wodurch ein erhebliches Anwachsen des Stromes in dem äußeren Schließungskrais zwischen Spitze und Zylinder erfolgt.

Bei Verstärkung von Hochfrequenzspannung kann das Gitter innerhalb des Apparates entbehrt werden, da, wie Abb. 2 zeigt, die an den Punkten α und b zugeführte Hochfrequenzspannung an die Außenelektroden gelegt werden und in bekannter Weise, z. B. durch Drosseln D, von der wirksamen Gleichspannung getrennt werden kann. Tritt nun unter dem Einfluß der Hochfrequenzspannung eine Erhöhung des Potentials zwischen Spitze und Zylinder auf, so wird die leuchtende Entladung eine Vergrößerung der ,Stromstärke in dem Gleichstromkreis zur Folge haben und z. B. ein Relais R betätigen können. Durch geeignete Vorrichtungen, z. B. einen rotie,-renden Unterbrecher U, wird mehrere Male in der Sekunde der Stromkreis unterbrochen, so daß die leuchtende Entladung aussetzt, bis durch einen erneuten Spannungsstoß der zu verstärkenden Hochfrequenz die Entladung wieder zum Einsetzen gebracht wird.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Entladungsrelais, dadurch gekennzeichnet, daß eine Glimmentladungsröhre an eine Spannung angeschlossen ist, deren Wert zwischen dem der Zünd- und der Löschspannung liegt, und daß der auslösende Spannungsimpuls der angelegten Spannung derart überlagert wird, daß je nach der Stromrichtung eine Glimmentladung zur Zündung gebracht wird oder ein bestehender Glimmentladungsstrom zum Verlöschen gebracht wird.

2. Entladungs relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angelegte Spannung durch äußere Einflüsse periodischen Schwingungen unterworfen wird, um den durch den auslösenden Impuls hervorgerufenen Entladungszustand innerhalb sehr kurzer Zeit wieder in den Ruhestand zurückzuführen, so daß der Arbeitszustand immer wieder von neuem hergestellt wird, solange der auslösende Impuls bestehen bleibt, aber in den Ruhezustand zurückkehrt, sowie der auslösende Impuls aufhört.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.