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Die Verwendung von Entladungsgefäßen zur Erzeugung oder Verstärkung
elektrischer Schwingungen zur Erregung von Unterwasserschallsendern In dem Patent
5o6 661 ist ein Dampfentladungsgefäß für große Leistungen mit einem seitlich der
als Elektronenquelle dienenden Hilfsentladung angeordneten Steuergitter beschrieben,
das zur Erzeugung oder- Verstärkung von Wechselströmen benutzt werden kann. Eine
solche Einrichtung kann man in besonders vorteilhafter Weise zum Erregen von Unterwasserschallsendern
verwenden, weil sich schon bei verhältnismäßig geringen Anodenspannungen, wie sie
meist auf Schiffen zur Verfügung stehen, z. B. 22oVolt, Leistungen von etwa o,5
. kW mit einem einzigen Rohr erzielen lassen, während man bei der Benutzung von
Hochvakuumglühkathodenröhren Anodenspannungen von mehreren rooo Volt benötigte,
um gleiche Leistungen zu erzielen. Da im Gegensatz zu den bekannten Glühkathodenröhren
bei Dampfentladungsröhren (gleiche Leistung vorausgesetzt) wesentlich größere Anodenströme
(etwa 5 bis zo Amp.) fließen, so haben sich mehrere Schwierigkeiten ergeben, die
auf die verhältnismäßig hohen Ströme zurückzuführen sind. Wegen der hohen Stromdichte
an der Anode bereitet die Abführung der dort ent";#,ickelten Wärmemengen -erhebliche
Schwierigkeiten. Die Anodenbelastung läßt sich meist nicht dadurch verringern, daß
man die Länge der Anode und des Steuergitters vergrößert, weil sich sonst der Spannungsabfall
in dem als Elektronenquelle dienenden Lichtbogen störend bemerkbar macht. Auch die
Kühlung der Anode durch Flüssigkeiten bereitet meist erhebliche Schwierigkeiten.
Hinzu kommt noch, daß man den Arbeitspunkt im allgemeinen nicht in die Mitte der
Charakteristik verschieben kann, weil sonst Überschläge innerhalb der Röhre zu befürchten
sind. Auch läßt sich die Vormagnetisierung in den zum Aufbau der Schaltung notwendigen
Drosselspulen, Transformatoren o. dgl. nur durch großen Materialaufwand in brauchbaren
Grenzen halten.
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Die verschiedenen Schwierigkeiten lassen sich dadurch beseitigen,
daß man zwei oder mehrere Dampfentladungsröhren oder eine Röhre mit mindestens zwei
Steuersystemen in der an sich bekannten Gegentaktschaltung betreibt. Unter Steuersystem
wird dabei je eine Anode mit dem zugehörigen Steuergitter verstanden. Bei der Vereinigung
mehrerer Röhren in einem System kann dabei ein gemeinsamer
Lichtbogen
als Elektronenquelle dienen. Es ist aber auch möglich, zwei getrennte Lichtbögen
als Elektronenquelle zu benutzen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.
Mit i ist ein Entladungsgefäß bezeichnet, welches in bekannter Weise ausgebildet
ist, aber zwei Steuersysteme besitzt. 2 ist die beispielsweise aus Glas bestehende
Warndung des Entladungsgefäßes, das an seinem unteren Ende die" Onecksilberkathode
3 trägt. 4. ist eine Hilfsanode. Zwischen der Kathode 3 und der Hilfsanode q. geht
die als Elektronenquelle dienende Hilfsentladung über, die von der Batterie 5 unterhalten
wird. 6 ist ein Ohmscher Widerstand zum Stabilisieren der Bogenentladung. 7 ist
eine beispielsweise von Wasser durchflossene Kühlschlange, durch die Ouecksilberteilchen
im unteren Teil des Entladungsgefäßes festgehalten -,verden. Diese Kühleinrichtung
ist besonders wichtig, weil dadurch Unregelmäßigkeiten im Betriebe der Röhre vermieden
werden. 8 und 9 sind zwei voneinander isolierte, längs der Entla2dungsbahn angeordnete
zylindrische Steuergitter, die in das aus Isolierstoff bestehende Rohr io eingefügt
sind. Dieses Rohr schließt so dicht an den Steuergittern an, daß es die Entladungsbahn
in der Nähe der Steuergitter von den Anoden ii und z2 abschließt. Das Rohr io wird
durch Nasen 13 gehalten, die durch Einziehen der Gefäßwandung hergestellt sind.
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Zwischen die Steuergitter 8 und 9 ist die in der Mitte angezapfte
Spule 1q. angeschlossen. Die Anzapfung liegt über der Vorspannbatterie 23 an der
Kathode 3.. 16 ist eine vor das Steuergitter 8 eingeschaltete Batterie, die
so bemessen wird, daß die Spannungsdifferenz zwischen dem Lichtbogen und den Steuergittern
trotz der verschiedenen Lage der beiden gegenüber dem Lichtbogen möglichst gleich
ist. Die Spule i¢ ist mit der Spule 15 gekoppelt, die an eine Wechselstromquelle,
z. B. einen Röhrensender, angeschlossen sein kann. Dieser Spule werden auch die
etwa zu verstärkenden Sprechströme zugeführt. An die Anoden i i und r2 ist die ebenfalls
in der Mitte angezapfte Drosselspule, 17 eingeschaltet. Zwischen der Anzapfung und
der Kathode 3 liegt die Anodenspannung, die bei dem vorliegendenAusführungsbeispiel
von den Batterien 5 und i8 geliefert wird. Diese Batterien können durch eine beliebige
vorhandene Stromquelle geeigneter Spannung ersetzt werden. Die Drosselspule
17 ist mit der Spule i9 gekoppelt, die den verstärkten Strom dem . Verbraucher,
beispielsweise dem mit 2o bezeichneten Unterwasserschallsender, zuführt. Wird elektrische
Energie infolge von Wechselströmen der Spule 14 zugeführt, so erhalten, die Gitter
8 und 9 entgegengesetzte Spannungen. Dadurch werden die zugehörigen Anodenströme
im entgegengesetzten Sinne beeinflußt. In der Induktivität 1.7 addieren sich jedoch
die Wirkungen wieder im richtigen Sinne. Die Vormagnetisierung läßt sich durch genaue
Abgleichung der Induktivität 17 fast völlig beseitigen, weil der Anodengleichstrom
in beiden Wicklungshälften die entgegengesetzte Richtung besitzt. Will man elektrische
Schwingungen mit Hilfe der in der Abbildung dargestellten Einrichtung erzeugen,
so ist es lediglich notwendig, die Induktivitäten 17 und q. miteinander zu
koppeln, indem man sie beispielsweise auf einem gemeinsamen Eisenkern oder wenigstens
auf zwei Schenkeln eines gegebenenfalls in sich geschlossenen Eisenkerns anordnet.
Dann erregt sich bei richtigem Anschluß die Eigenschwingung der Drosselspule. Will
man beliebige Frequenzen erzeugen, so muß man noch zu einer der Drosselspulen, beispielsweise
zu der Drosselspule 17, einen regelbaren Kondensator 21 parallelschalten, der in
der Abbildung durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. 22 ist eine Vorspannbatterie,
mit deren Hilfe die Spannungen der Anoden ii und 12 gegenüber dem Lichtbogen abgeglichen
werden könen.
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Anstatt eine Röhre zu verwenden, bei welcher die Steuergitter hintereinander
angeordnet sind, kann man auch die Steuersysteme nebeneinander um den Lichtbogen
herum anordnen.