DE560549C

DE560549C - Kerr cell

Info

Publication number: DE560549C
Application number: DEA58056D
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Wilhelm Hehlgans
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-06-09
Filing date: 1929-06-09
Publication date: 1932-10-05

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
5. OKTOBER 1932ISSUED ON
OCTOBER 5, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Vi 560549 KLASSE 21a* GRUPPE Vi 560549 CLASS 21a * GROUP

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*) KerrzelleGeneral Electricity Society in Berlin *) Kerrzelle

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Juni 1929 abPatented in the German Empire on June 9, 1929

Die Elektroden der zur Umformung elektrischer Spannungen in Lichtschwankungen, beispielsweise für die Zwecke des Schallfilms oder der Bildtelegraphie benutzten Kerrzellen, stellen ein in einem Glasgefäß angeordnetes Plattenkondensatorsystem dar, in dessen Dielektrikum (etwa Nitrobenzol) elektrische Felder zu erzeugen sind. Bekannterweise ist dabei ein sehr geringer, aber gleichmäßiger Plattenabstand erforderlich. Bei den bisher bekannten Ausführungen bestehen die Elektroden, die die Form von Platten oder quaderförmigen Körpern haben, aus massivem Metall und werden von ihren in die Wandung des Glasgefäßes eingeschmolzenen Stromzuführungen getragen. Vielfach sind auch die Elektroden isoliert voneinander in einem Gestell angeordnet, und dieses Gestell ist irgendwie im Glasgefäß gelagert. Mit den massiven und undurchsichtigen Metallplatten kann man nun nicht ganz genaue Elektrodenabstände, die für einen einwandfreien Betrieb der Kerrzelle unerläßliche Bedingung sind, herstellen; sie lassen sich nicht genau planThe electrodes for converting electrical voltages into light fluctuations, used for the purposes of sound film or video telegraphy, for example Kerr cells represent a plate capacitor system arranged in a glass vessel, in whose dielectric (such as nitrobenzene) electrical fields are to be generated. Well known a very small but even spacing between the plates is required. at The previously known designs consist of the electrodes, which are in the form of plates or cuboid bodies made of solid metal and are inserted into the Wall of the glass vessel worn melted power supply lines. Are multiple the electrodes are also arranged in a frame, insulated from one another, and this frame is somehow stored in the glass vessel. With the massive and opaque metal plates You can now not have the exact electrode spacing that is necessary for proper operation are an indispensable condition of the Kerr cell; they cannot be precisely planned

as schleifen. Im besonderen geben bei den sehr kleinen Elektrodenabständen schon ganz geringe Dehnungen bzw. Zusammenziehungen und damit verbundene Biegung zu Störungen Anlaß, weil es selbst bei sorgfältigstem Schleifen und Polieren der Elektroden nicht gelingt, hinreichende glatte Flächen zu erzielen. as grinding. In particular give to the very small distances between electrodes, even very small expansions or contractions and the associated bending to disturbances The reason for this is that even the most careful grinding and polishing of the electrodes does not succeeds in achieving sufficiently smooth surfaces.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden bzw. weitgehend eingeschränkt, daß die den Spalt bildenden Körper aus gut zu bearbeitendem, möglichst temperaturunabhängigem durchsichtigem isolierendem Material, vorzugsweise Quarz oder Quarzglas, bestehen und an den den Spalt begrenzenden Flächen teilweise oder ganz mit metallischen Belägen versehen sind. Spaltkörper aus Quarz, Quarzglas o. dgl. haben gegenüber dem bisher verwendeten Elektrodenmaterial den Vorteil, daß die Elektrodenflächen mit größerer Genauigkeit plan geschliffen werden™konnen, da wegen der Durchsichtigkeit der Spaltkörper der Schleifvorgang vermittels optischer Meßmethoden jederzeit überwacht werden kann. Als Ableitung erhalten die Spaltkörper einen dünnen Metallbelag. Zur Erzielung möglichst gleichförmiger leitender glatter Flächen werden erfindungsgemäß diese Beläge vorzugsweise durch Kathodenzerstäubung oder Niederschlag aus der Dampfform im Vakuum her- 5f> gestellt. Dabei wird vorteilhaft als Belag Nickel oder ein Edelmetall, wie Gold, gewählt, da sich aus diesen Metallen besonders homogene Niederschläge herstellen lassen. Da sich Flächen aus Quarz, Quarzglas o. dgl.According to the invention, these disadvantages are avoided or largely limited by that the body forming the gap is made of easy-to-work, temperature-independent as possible transparent insulating material, preferably quartz or quartz glass, exist and the gap delimiting surfaces are partially or completely provided with metallic coverings. Gap bodies made of quartz, quartz glass or the like have compared to the previously used Electrode material has the advantage that the electrode surfaces are flat with greater accuracy can be grinded ™, because of the transparency of the gap body the grinding process can be monitored at any time by means of optical measurement methods. As a derivation, the split bodies receive a thin one Metal covering. In order to achieve conductive, smooth surfaces that are as uniform as possible according to the invention, these deposits are preferably made by cathode sputtering or precipitation produced from the vapor form in a vacuum. It is advantageous as a topping Nickel or a precious metal, such as gold, is chosen because these metals are special produce homogeneous precipitates. Since surfaces made of quartz, quartz glass or the like.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Friedrich Wilhelm Hehlgans in Berlin-HermsdorfDr. Friedrich Wilhelm Hehlgans in Berlin-Hermsdorf

sehr genau schleifen lassen, ist es auf diese Weise möglich, einen praktisch vollkommen gleichmäßigen Elektrodenabstand zu erzielen. Schädliche Veränderungen des Elektrodenabstandes durch Temperatureinflüsse sind ebenfalls praktisch ausgeschaltet, da der Temperaturkoeffizient des Quarzes sehr klein und die beispielsweise durch Kathodenzerstäubung erhaltene Metallschicht sehr dünn ist. to Gegenstand der Erfindung ist weiterhin, das durch diese Spaltkörper gebildete Elektrodensystem an Unterlagen zu befestigen, die möglichst temperaturunabhängig sind. Als Befestigungsunterlagen dienen die Wants düngen des Gefäßes, in dem sich die Elektroden und die Kerrflüssigkeit befinden. Man kann daher eine geeignete Lagerung der Spaltkörper dadurch erzielen, daß man auch das Gefäß aus temperaturabhängigem Material, wie Quarz oder Quarzglas, herstellt und die Spaltkörper an die Wandung ankittet. So ist es möglich, für Gefäß und Spaltkörper ein und dasselbe Material von kleinem Temperaturkoeffizienten zu benutzen und auf diese Weise Temperatureinflüsse unschädlich zu machen. Zweckmäßig verfertigt man daher die Spaltkörper aus solchen Stoffen, die den photochemisch wirksamen Wellenbereich gut durchlassen, wie Quarz oder Quarzglas. \ 30 Ferner ist es Gegenstand der Erfindung, die Verwendung eines besonderen Gefäßes zu vermeiden, das die Flüssigkeit und das Elektrodensystem enthält. Zu diesem Zwecke j werden unmittelbar an den passend ausge-35 bildeten Spaltkörpern Platten angebracht, die das Elektrodensystem nach außen hin abschließen. Dabei sind diejenigen Abschlußplatten, die der zu steuernde Lichtstrom durchsetzen soll, als planparallele Platten auszuführen. Es wird dadurch die bei der Herstellung normaler Kerrzellen bestehende Schwierigkeit, die planparallelen Platten parallel zueinander und senkrecht zur Elektrodenfläche einzustellen, behoben, zum mindesten aber erheblich verringert.sanded very precisely, it is possible in this way to create a practically perfect to achieve even electrode spacing. Harmful changes in the distance between the electrodes by temperature influences are also practically switched off, since the temperature coefficient of the quartz is very small and the metal layer obtained, for example, by sputtering is very thin. The subject matter of the invention is also the electrode system formed by this gap body to be attached to supports that are as independent of temperature as possible. The Wants serve as mounting bases fertilize the vessel in which the electrodes and the Kerr fluid are located. Man can therefore achieve a suitable storage of the gap body by also the Vessel made of temperature-dependent material, such as quartz or quartz glass, and the Cementing gap body to the wall. So it is possible for a vessel and a split body and to use the same material of small temperature coefficient and to this Way to render temperature influences harmless. It is therefore expedient to manufacture the fissure bodies made of such substances that the photochemically effective wave range well let through, like quartz or quartz glass. \ 30 Furthermore, the subject matter of the invention is to avoid the use of a special container to hold the liquid and the Includes electrode system. For this purpose, j are sent directly to the appropriate person formed fissure bodies plates attached, which the electrode system to the outside to lock. There are those end plates that control the luminous flux should enforce, to be executed as plane-parallel plates. It becomes the at the Production of normal Kerr cells existing difficulty, the plane-parallel plates set parallel to each other and perpendicular to the electrode surface, fixed, at least but significantly reduced.

Die Abschlußplatten werden ebenfalls zweckmäßig aus Quarz, Quarzglas o. dgl. hergestellt. Da die Spaltkörper genau plan geschnitten werden können, ist es in einfächer Weise möglich, die planparallelen Platten in die gewünschte Lage einzustellen. Ferner bietet die Anordnung den Vorteil, daß der Weg des Lichtes durch die Kerrflüssigkeit und somit die Lichtabsorption auf ein Minimum beschränkt wird.The end plates are also expediently made of quartz, quartz glass or the like. manufactured. Since the split bodies can be cut exactly flat, it is easy to use Way possible to adjust the plane-parallel plates in the desired position. The arrangement also offers the advantage that the path of light through the Kerr fluid and thus the light absorption on a Minimum is restricted.

Der Zusammenbau des Spaltkörpersystems läßt sich durch geeignete Zwischenstücke erleichtern, die, wie an Hand der Zeichnung : näher erläutert werden soll, zwischen den Elektrodenflächen der Spaltkörper angeordnet sind.The assembly of the split body system can be facilitated by using suitable spacers, which, as with reference to the drawing: is to be explained in more detail, between the Electrode surfaces of the gap body are arranged.

Gegenstand der Erfindung ist fernerhin, die zur elektrischen Steuerung von Lichtströmen mit Hilfe der Kerrzelle notwendigen Nicols unmittelbar an dem von den Spaltkörpern getragenen Plattenabschluß anzubringen, im besonderen diese Nicols gleichzeitig als Abschlußplatten der Zelle zu benutzen. Auf diese Weise wird die Anordnung wesentlich vereinfacht und die Lichtabsorption noch weiter vermindert.The invention also relates to the electrical control of luminous fluxes with the help of the Kerr cell, the necessary Nicols directly on that of the fissile bodies To attach worn plate closure, in particular to use these Nicols at the same time as the end plates of the cell. In this way, the arrangement is considerably simplified and the light absorption decreased even further.

An Hand der Abbildung sei im folgenden das Wesen der Erfindung näher erläutert.The essence of the invention is explained in more detail below with reference to the illustration.

In Abb. i, 2 und 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung in drei verschiedenen Ansichten dargestellt. 1 und 2 sind Spaltkörper aus Quarz. Sie haben die Form von Quadern, die sich in abgestumpfte Pyramiden 3, 4 mit rechteckigen Grundflächen fort- ■ setzen. Die einander zugekehrten Endflächen der Pyramiden 3, 4 sind beispielsweise durch Kathodenzerstäubung mit einem dünnen Überzug eines Edelmetalles, wie Gold, versehen, der durch die stark ausgezogenen Linien 15 bzw. 16 angedeutet ist. Zur Vereinfachung der Herstellung eines gewünschten Elektrodenabstandes und des Zusammenbaues des Spaltsystems sind die isolierenden Zwischenstücke 5 und 5' vorgesehen, die ebenfalls aus temperaturunabhängigem Material bestehen. Es sind beispielweise Quarzstäbe mit rechteckigem Querschnitt. Um die Herstellung· eines gewünschten Elektrodenabstandes zu erleichtern, ist es jedoch zweckmäßig, diese Zwischenstücke aus einzelnen Schichten, beispielsweise Glimmerplättchen, zusammenzusetzen. Die Spannungsanschlüsse sind in dieser Ausführungsform bei 15' und 16' anzubringen. Die schraffiert gezeichnete Flache 19 in Abb. 1 stellt den Verlauf des metallisehen Belages von der Elektrodenfläche zum Spannungsanschluß dar. Auf den Seitenflächen der Spaltkörper 1 und 2 sind die planparallelen, ebenfalls aus Quarz bestehenden Abschlußplatten 8 und 9 bzw. 12 und 13 auf gekittet und auf den Seitenflächen 8 und 9 wiederum die Nicols 10 und 11. Zum Einfüllen der Kerrflüssigkeit dienen Bohrungen 6 und 7. Diese Öffnungen werden' nach Einfüllen der Flüssigkeit durch eine ebenfalls aus Quarz bestehende, nicht gezeichnete Abschlußplatte luftdicht abgeschlossen. Das Einfüllen und der Abschluß der Zelle gegen Luft kann gegebenenfalls auch unter Vakuum erfolgen. In diesem Falle würden die Öffnungen 6 und 7 durch Glasschmelzstellen abzuschließen sein.In Figs. I, 2 and 3 an embodiment of the invention is shown in three different ways Views shown. 1 and 2 are split bodies made of quartz. They are in the form of Cuboids that continue in truncated pyramids 3, 4 with rectangular bases set. The facing end faces of the pyramids 3, 4 are, for example, through Cathode sputtering is provided with a thin coating of a precious metal such as gold, which is indicated by the strong lines 15 and 16, respectively. For simplification the production of a desired electrode spacing and the assembly of the gap system are the insulating Intermediate pieces 5 and 5 'are provided, which are also made of temperature-independent material exist. There are, for example, quartz rods with a rectangular cross-section. To manufacture To facilitate a desired electrode spacing, it is useful, however, to make these spacers from individual layers, for example, mica flakes to assemble. The voltage connections are in this embodiment to be attached at 15 'and 16'. The hatched area 19 in Fig. 1 represents the course of the metallisehen Deposits from the electrode surface to the voltage connection. On the side surfaces the gap bodies 1 and 2 are plane-parallel, also made of quartz End plates 8 and 9 or 12 and 13 on putty and on the side surfaces 8 and 9 again the Nicols 10 and 11. For filling Bores 6 and 7 are used for the Kerrfluid. These openings are 'after filling the liquid through a cover plate, also made of quartz, not shown hermetically sealed. The filling and sealing of the cell against air can optionally also be carried out under vacuum take place. In this case the openings would 6 and 7 must be closed by glass melting points.

Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Nicols 10 und 11 gleichzeitig zum Abschluß der Zelle (an Stelle der Abschlußplatten 8 und 9) benutzt werden, in einer Ansicht, die der Abb. 1 entspricht.Fig. 4 shows an embodiment in which the Nicols 10 and 11 simultaneously to Closure of the cell (instead of the end plates 8 and 9) can be used, in a view, which corresponds to Fig. 1.

Bei entsprechender Ausbildung der Elektrodenträger kann man auch ohne besondere Zwischenstücke 5 und 5' auskommen. Ein solches Spaltkörpersystem ist in Abb. 5 angedeutet. In diesem Falle ist der pyramidenförmige Teil des Spaltkörpers 2 so geformt, daß anstatt der Zwischenstücke 5 und 5' in Abb. 2 die Erhöhungen 14 und 14' vorgesehen sind. Der metallische Belag ist durch dieWith an appropriate design of the electrode carrier you can also without special Intermediate pieces 5 and 5 'get by. Such a split body system is indicated in Fig. 5. In this case, the pyramid-shaped part of the gap body 2 is shaped so that instead of the intermediate pieces 5 and 5 'in Fig. 2 the elevations 14 and 14 'provided are. The metallic coating is through the

ίο stark gezeichneten Linien 17 und 18 angedeutet. Er ist so eingerichtet, daß eine hinreichende Isolation zwischen den Belägen 17 und 18 sichergestellt ist.ίο strongly drawn lines 17 and 18 indicated. It is set up so that there is sufficient insulation between the linings 17 and 18 is ensured.

Die Abbildungen zeigen nur Ausführungsbeispiele. Naturgemäß liegen die verschiedenartigsten Ausführungsformen, insbesondere auch hinsichtlich der Form der Elektroden, im Rahmen der Erfindung.The illustrations only show exemplary embodiments. Naturally, there are the most diverse Embodiments, in particular also with regard to the shape of the electrodes, within the scope of the invention.

Die Erfindung ist gleichfalls nicht beschränkt auf Kerrzellen, sondern überall da vorteilhaft anzuwenden, wo es sich darum handelt, die Innehaltung eines mit großer Genauigkeit herzustellenden Elektrodenabstandes im Laufe des Betriebes sicherzustellen.The invention is also not limited to Kerr cells, but is everywhere to be used advantageously where it is a question of pausing one with great accuracy to ensure the electrode gap to be established in the course of operation.

Claims

Patent claims:

1. Kerr cell, characterized in that the body forming the gap (1, 2) Made of transparent insulating material that is easy to process and as temperature-independent as possible Material, preferably quartz or quartz glass, exist and partially on the surfaces delimiting the gap or completely with metallic coverings (15,

16) are provided.

2. Kerr cell according to claim 1, characterized in that the metallic coverings (15, 16) by cathode sputtering or precipitation from the vapor form in Vacuum are established.

3. Kerr cell according to claim 1 or 2, characterized in that the metallic Coverings (15, 16) are made of nickel or precious metal (for example gold).

4. Kerr cell according to claim 1 to 3, characterized in that for the purpose of voltage supply, in addition to the surfaces of the bodies (1, 2) delimiting the gap, other surfaces of the bodies (1, 2) are provided with a metallic coating.

5. Kerr cell according to claim 1 to 4, characterized in that between the The surfaces of the bodies (i, 2) delimiting the gap are preferably layered intermediate pieces (5, 5 ') made of material that is as temperature-independent as possible, for example Mica flakes, are provided.

6. Kerr cell according to claim 1 to 5, characterized in that preferably only one or more channels (6, 7) are provided in one of the gap bodies (1), through which the liquid can be poured into the gap.

7. Kerr cell according to claim 1 to 6, characterized in that preferably only one of the surfaces of the bodies (1, 2) delimiting the gap has elevations, which also serve as spacers between the gap bodies.

8. Kerr cell according to claim 1 to 7, characterized in that the gap arrangement (i, 2) stored by means of documents made of temperature-independent material, for example, is cemented onto the wall of a vessel made of quartz or quartz glass.

9. Kerr cell according to claim 1 to 8, characterized characterized in that directly on the bodies forming the gap (i, 2) preferably plane-parallel plates (8, 9, 12, 13) made of quartz, quartz glass or the like (for example by cement) are attached in such a way that the plates close the gap arrangement to the outside.

10. Kerr cell according to claim 1 to 9, characterized in that the gap body (1, 2) have the shape of cuboids with rectangular sides that are continue in truncated square pyramids.

11. Kerr cell according to claim ^ and 10, characterized in that the necessary for the electrical control of luminous fluxes Nicols (11, 10) are attached directly to the plates (8, 9) that are attached to the split bodies (1, 2) are attached.

12. Kerr cell according to claim 9 to 11, characterized in that the Nicols (11, 10) directly on the split bodies (1, 2) are attached.

1 sheet of drawings