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Löschfunkenstrecke. Zweck der vorliegenden Erfindung ist eine möglichst
wirtschaftliche Umsetzung niederfrequenter Energie in hochfrequenten Strom mit Hilfe
eines Schwingungskreises, bestelend aus Kondensator, Selbstinduktionsspule und Funkenstrecke,
bei Ausschaltung jelicher Wartung.
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Im elektromedizinischen ,Apparatebau wie auch in der drahtlosen Telegraphie
verwendet man Schwingungskreise zur Erregung hochfrequenter Schwingungen, bestehend
aus einer Selbstinduktion, einem Kondensator und einer Funkenstrecke, Tiber welche
sich der Kondensator entlädt. Die Selbstinduktionsspule ist meistens zugleich Primärspule
eines Tesla- oder Kopplungstransformators. Die ganze Anordnung wird Hochfrequenzgenerator
genannt und dient zur Umforrnung von niederfrequentem Wechselstrom in Strom, dessen
Frequenz bei der Größenanordnung von einer Million liegt. Der Quotient aus Hochfrequenzenergie
und prirnär aufgenommener Energie ist als Wirkungsgrad des Generators zu betrachten.
Die sehr verschiedene Wirtschaftlichkeit der heute eistierenden Hochfrequenzgeneratoren
hat ihren Grund in den durchwegs mit großen Verlusten arbeitenden Funkenstrecken.
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Die Funkenstrecke kann im Prinzip aus zwei Metallstücken bestehen,
die eine gewisse Entfernung voneinander haben, welche vom elektrischen Funken überschlagen
wird. Für die Wirtschaftlichkeit einer Funkenstreckeist ihre Löschwirkung ausschlaggebend.
Unter ihr versteht man die Fähigkeit der Funkenstrecke, den elektrischen Funken
unmittelbar nach der ersten halben Schwebung wieder abzureißen. Es wird dadurch
ein Hin- und Herpendeln der elektrischen Energie vom primären auf den sekundären
Schwingungskreis, was mit Verlusten verbunden ist, unmöglich gemacht. Die Erregung
des sekundären Schwingungskreises wird dadurch zu einer aperiodischen Stoßerregung.
Ein solcher Geiierator arbeitet mit den kleinsten Verlusten. Die Anforderungen,
die sich für eine gute Löschfunkenstrecke ergeben, sind demnach: i. Gute Löschwirkung
und dadurch bedingtes wirtschaftliches Arbeiten der Apparatur. a. Möglichst geringe
Wartung.
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Diesen Anforderungen suchten die bisherien Ausführungen gerecht zu
werden, indem man die Funkenstrecke unterteilte und sie in einer wasserstoffhaltigen
Atmosphäre arbeiten ließ. Der Raum, in dem die Funkenstrecke arbeitete, wurde z.
B. von Leuchtgas durchstrichen, was den Anschluß des Apparates an eine Leuchtgasleitung
voraussetzte. Andere Fabrikate stellten die Wasserstoffatmosphäre durch Verdampfen
von Alkohol her. Dann findet man auch wieder Ausführungen, bei denen die Funkenstrecke
möglichst von der
Luft abgeschlossen ist. Man hat auch bereits diesen
luftdichten Abschluß durch einen Hüllkörper aus nachgiebigem Material, z. B. aus
Gummi o, dgl., herzustellen versucht. Allen diesen Erzeugnissen haftet aber der
große Mangel an, daß sie einer steten Wartung bedürfen, sei es, daß die Gaszuleitung
beaufsichtigt werden muß, sei es, daß man immer für genügend Alkohol besorgt zu
sein hat, oder daß die nicht dauerhaften HüUörp,er aus Gummi o. dgl. ersetzt werden
müssen, oder aber, was bei allen Apparaten der Fall ist, daß die Funkenplatten periodisch
gereinigt und nachgeschliffen werden müssen. Viele von ihnen zeigen zufolge der
stetig sich ändernden Bedingungen für den Funkenübergang große Unregelmäßigkeiten
in der Funktion.
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Das Problem, welches .durch vorliegende Erfindung restlos gelöst wurde,
besteht also darin, eine Funkenstrecke zu erhalten, die bei ausgesprochendster Löschwirkung
keiner Wartung bedarf, kein Ozon entwickelt und mit wenig Geräusch arbeitet.
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Zur Lösung dieses Problems wird die Funkenstrecke gemäß der Erfindung
in einen geschlossenen Glaskörper eingebaut. Die ganze Anordnung kann als »Löschfunkenröhre«
bezeichnet werden. Die Funkenplatten sind allseitig von Gas umspült, -woraus sich
eine gute Wärmeableitung ergibt. Als größter Vorzug ist aber der Wegfall jeglicher
Wartung zu betrachten. Die Entwicklung von Ozon ist mangels des hierzu nötigen Sauerstoffs
unmöglich gemacht und das Geräusch stark reduziert. Die Funkenstrecke arbeitet demzufolge
der immer gleichbleibenden Überschlagsbedingungen ganz regelmäßig. Zur Abführung
der von der Röhre entwickelten Wärme reicht die sich von selbst einstellende Luftkühlung
völlig aus. Bei dieser Bauart können eine einzelne Funkenstrecke oder deren beliebig
viele, in Serie geschaltet, in den Glaskörper eingebaut werden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung .dargestellt,
und zwar zeigen Abb, r die gasgefüllte Löschfunkenröhre in größerem Maßstabe, zum
Teil im Längsschnitt und Abb. a im OOuerschnitt.
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Das gezeichnete Ausführungsbeispiel zeigt eine fünffache Löschfunkenröhre,
die aus fünf einzelnen Funkenstrecken mit einem vom Funken zu überspringenden Abstand
von nur o,i mm besteht. Dies entspricht einem Überschlagsabstand an der Luft von
o,o5 mm. Durch diese weitgehende Unterteilung wird nicht nur eine ausgesprochene
Löschwirkung erzielt, sondern auch die vom einzelnen Funkenstreckenelement entwickelte
Wärme auf ein Minimum reduziert. Durch drei regelmäßig auf den Umfang verteilte
Stützen a werden gelochte Kupferplatten b zusammengehalten, von denen je zwei eine
Einheit bilden. Es werden sechs solcher Einheiten zusammengebaut und die Stützen
a auf drei Glimmerstreifen c befestigt, die gleichzeitig den ganzen Körper auf der
Glasröhre d abstützen. Die Stromzuführung erfolgt durch übliche Einschmelzstellen.
Der vom Funken zu überspringende Abstand kann innerhalb weiter Grenzen gewählt werden.
Einmal eingestellt, bleibt dieser Abstand selbst bei starker Erwärmung gleich.
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Als Material für die Funkehplatten können folgende Metalle in Frage
kommen: Kupfer, Silber, versilbertes Kupfer oder ein anderes hochschmelzendes Metall.
Das zur Füllung verwendete Gas ist vorzugsweise Wasserstoff. Es können aber auch
andere nichtoxydierende Gase wie Stickstoff, Leuchtgas, Edelgas usw. oder Gasgemischeverwendetwerden.DerDruck
dieser Füllung kann verschieden sein. Bei außerordentlich starker Belastung der
Röhre kann der Glaskörper d doppelwandig für Wasserkühlung ausgeführt werden. Der
Abstand, .den die Platten b haben, kann auch größer oder kleiner als o,i mm sein.
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Der Wirkungsgrad eines mit dieser Löschfunkenröhre ausgerüsteten Hochfrequenzgenerators
betrug 6o01, unter Mitrechnung der Verluste in Drosselspule, Transformator, Kondensator
sowie auch der Verluste im Kopplungstransformator.
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Die Funkenstreckenkörper können unebene Flächen aufweisen und gegebenenfalls
mit Kühlrippen versehen sein. Ferner können zwecks Abschaltung einzelner Funkenstrecken
mehrere Stromdurchführungen angeordnet werden.
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Das gewerbliche Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf
elektromedizinische Apparate, Apparate für drahtlose Telegraphie und Apparates bei
denen Hochfrequenzschwingungskreise mit Löschfunkenstrecken Verwendung finden.
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Die wesentlichen Fortschritte der Erfindung gegenüber den heute bekannten
Systemen lassen sich in folgende Punkte zusammenfassen.
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i. Wegfall jeglicher Wartung.
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a. Bedeutend. ierhöhte Wirtschaftlichkeit, die gestattet, z. B. einen
Diathermieapparat zu bauen, der zufolge seines geringen Stromkonsums an jeder Lichtleitung
angeschlossen werden kann, dabei aber doch so viel Hochfrequenzenergie liefert,
daß alle gebräuchlichen medizinischen Anwendungen ausgeführt werden können.
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3. Die reine Wasserstoffatmosphäre bedingt eine ausgesprochene Löschwirkung.
Durch die weitgehende Unterteilung, die
nur in einer indifferenten
Atmosphäre möglich ist, wird ebenfalls die Löschwirkung erhöht und die Erwärmung
der einzelnen Funkenstreckenelemente auf ein Minimum reduziert.
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5. Die Funkenstrecke ist luftdicht abgeschlossen, was die lästige
Ozonbildung verhindert.
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G. Durch die Glaswand wird das ohnehin schwache Geräusch des Funkenüberganges
stark gedämpft.