DE648481C - Entladungsgefaess fuer direkte Wechselstromheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung von Entladungsgefäßen zum Empfang, zur Verstärkung und zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen, um sie zur Beheizung mit Wechselstrom geeigneter zu machen.

Bei der Beheizung von Glühkathodenröhren mit Wechselstrom entstehen in den nicht zum Heizstromkreis gehörigen Leitungen Wechsel-Stromgeräusche, weil bei Anschluß des Anoden- bzw. Gitterstromkreises an ein Ende des Heizfadens die Potentialdifferenz zwischen Kathode, Gitter und Anode im Rhythmus des Wechselstromes sich ändert. Man hat dies durch Mittelanzapfung von Kathode, Heiztransformator oder eines Parallelwiderstandes zu beseitigen gesucht 10der durch Konstruktion der Kathode als Äquipotsentialkathode.

Die Erfindung bezieht sich, nun auf eine

zo neue Methode, die unerwünschten Wechselstromgeräusche fernzuhalten. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung wird zwar keine absolute Unterdrückung der Wechselstromgeräusche erreicht, aber eine so starke Schwächung, daß ein erfindungsgemäß konstruiertes Entladungsgefäß mit Erfolg an bestimmten Stellen einer Apparatur, z. B. als Audionröhre oder als Endröhre, Vierwendung finden kann. Die Herstellung der Kathode ist gegenüber dieser Äquipotentialkathode verhältnismäßig einfach, und dadurch wird der Bau des ganzen Entladungsgefäßes einfacher und billiger.

Die Konstruktion geht von dem Gedanken · aus, daß das Wechselstromgeräusch verschwindet, wenn — genügende Wärmeträgheit der Kathode vorausgesetzt — das an verschiedenen Stellen der Kathode verschiedene Potential derart kompensiert wird, daß es während des Verlaufs einer Wechselstromperiode gegenüber dem Gitter und gegenüber der Anode gleichbleibt. Eine gewisse Lösung dieses Problems ist zwar schon dadurch gegeben worden, daß man zwei Kathoden mit gegeneinanderfließenden Strömen benutzt hat, jedoch wird — abgesehen von anderen Nachteilen — der Heizstromverbrauch eines derartigen Entladungsgefäßes verdoppelt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vermehrung des an sich bereits vor-. handenen Heizstromes vermieden. Eine Vermehrung des Heizstromes ist jedenfalls nicht erforderlich, wenn sie natürlich auch, wie später gezeigt wird, jederzeit vorgenommen werden kann.

Bei wechselstromgeheizten Kathoden bleibt der Mittelpunkt dauernd auf demselben Potential. In Abb. ι ist beispielsweise eine drahtförmige Kathode k gezeichnet, deren Mittelpunkt m auf einem bestimmten Potential gegen Gitter und Anode liegen mag. An der linken Seite/ der Kathode bringt man nun einen Leiter b an, der mit dem rechten Fadenende r verbunden wird. In jeder Phase des Wechselstromes addieren sich die Potentiale des Kathodenendes und des Leiters δ derart, daß

sie sich, schwächen und an bestimmten Stellen im Räume vollständig aufheben. Je näher b und / zusammenliegen, desto vollständiger und in desto größerer Nähe des Kathoden teiles/ ist die Schwächung.

An der Stellen ist das Wechselstrompotential nicht mehr so stark wie an den Enden der Kathode. Um also eine Aufhebung bzw. Schwächung zu erreichen, darf das Gegen-K) feld in der Nähe der Kathode nicht zu stark sein. Dies erreicht man dadurch, daß man den das Gegenpotential tragenden Leiter in größere Entfernung von der Kathode verlegt, z.B. an die Stelle//. Wenn man. nun für jede Stelle der Kathode den geometrischen Ort sucht, an dem das Gegenpotential in der Höhe des entgegengesetzten Kathodenendes liegen muß, um am günstigsten zu wirken, so erhält man eine kegelartige, um den Glühdraht zentrisch liegende Fläche, deren Spitze in dem Glühfadenende liegt. Dem Mittelpunkt des Glühfadens braucht keine Fläche gegenüberzuliegen, weil dort keine Potentialschwankungen vorhanden sind. Wesentlich für die Wirkung sind überhaupt nur die an den Enden der Glühfäden liegenden Kegelflächen, weil dort die Potentialschwankungen am größten sind.

Das Vorhandensein einer derartigen auf das Potential des entgegengesetzten Heizfadens geladenen Kegelfläche würde also eine ge-. wisse äquipotentiale oder annähernd äquipotentiale Fläche im Räume schaffen, durch die eine gleichmäßige oder annähernd gleichmäßige Beschleunigung der Elektronen an den verschiedenen Stellen der Glühkathode erreicht wird. Die durch die elektrischen Feldschwankungen hervorgerufene Übertragung der Wechselstromgeräusche auf den Gitter- und Anodenkreis wird dadurch verhindert oder wesentlich vermindert.

Technisch wird es meist nicht möglich sein, eine solche Zylinderfläche im Entladungsgefäß unterzubringen, man wird vielmehr zu mehr oder weniger genauen Annäherungskonstruktionen greifen müssen.

Eine verhältnismäßig gute Annäherung bietet z. B. die in Abb. 2 für eine Heizfadenhälfte dargestellte Form eines Gitters, ebenso die Form Abb. 3 mit konischer Begrenzungsfläche.

Wenn die Kathode von den übrigen Elektroden nicht von allen Seiten, sondern z. B. nur von zwei Seiten umgeben wird, wie dies z. B. bei ovalen oder plattenförmigen Anoden der Fall ist, so genügt eine noch einfachere Annäherung, wie sie z. B. in Abb. 4 gezeigt ist. Hier ist es nicht erforderlich, rings um die Kathode herum eine Äquipotentialfläche im Räume zu schaffen, sondern es genügt bereits, wenn eine solche Fläche parallel zu den Flächen des Gittei^-so· und den Anoden ρ zustande kommt. Dies wird schon mit in vielen Fällen ausreichender Annäherung erreicht durch Stäbe oder Bleche q, die in der ersichtlichen Weise neben der Kathode gelagert sind. Man kann sie auf einer oder auf beiden Seiten jedes Glühfadenendes anbringen, je nachdem, wie sich die Kompensation als notwendig erweist.

Falls mehrere Glühfaden parallel geschaltet sind, kann man die Stäbe, wie in Abb. 5 ersichtlich, vereinigen, wodurch sich auch eine größere mechanische Stabilität erreichen läßt.

Für V-förmig gespannte Glühfäden ist eine Anbringung der Stäbe, wie aus Abb. 6 ersichtlich, zweckmäßig.

Die Stäbe und andere Gebilde, die zur Aufnahme der Kompensationsspannungen dienen, werden am besten aus einem für Vakuumzwecke geeigneten Metall angefertigt, wie z. B. Eisen, Nickel, Kupfer oder auch Wolfram, Molybdän usw. Man kann dazu auch Material, wie Kohle, Graphit usw., nehmen. Sobald man jedoch Körper benutzt, die erhebliche Ohmsche Widerstände besitzen, wird unter Umständen das Kompensationspotential nicht genügend stark zur Wirkung kommen.

Bei Verwendung von Teilen geringer Leitfähigkeit kann es auch zweckmäßig sein, die auf entgegengesetzten Potentialen liegenden Teile miteinander zu verbinden, beispielsweise zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit. Ein merklicher Stromfiuß wird dann wegen der geringen Potentialdifferenz nicht eintreten. Auch wenn die Teile aus gut leitendem Material bestehen, ist eine solche Verbindung, sobald sie keinen störenden Stromfiuß mit sich bringt, gegebenenfalls von Vorteil.

Anordnungen, die der hier beschriebenen ähnlich sind, hat man bereits angewandt, um die durch die Glühfadenenden verursachten Emissionsungleichheiten zu beseitigen. Solche Schirme waren jedoch nicht stromdurchlässig und verminderten daher die Emissionsfähigkeit durch Ausschaltung ganzer Katbodenteile von der Emission. Überdies erzeugten sie einen Ausgleich der Stromschwankungen nur an den Enden der Glühdrähte.

Die unterschiedliche Emissionsfähigkeit der verschiedenen Glühfadenteile hat man durch stromdurchlässige, den hier beschriebenen ähnliche Schinne auszugleichen versucht. Dabei lagen jedoch die Schirme auf gleichem Potential mit den ihnen zunächst liegenden Kathodenenden.

Demgegenüber wird bei dem Erfindungsgegenstand eine wirksame Kompensation der Spannungsschwankungen des Glühfadens dadurch erreicht, daß das Potential der Schirme dem Potential der entgegengesetzten Glühfadenenden gleich ist. '

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ι. Entladungsgefäß für direkte Wechselstromheizung, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Wechselstrom !entstehenden Wechselfelder gegenüber dem Mittelpunkt der Kathode durch stromlose Aufladungen, von in der Nähe der Kathode hefindlichieii-Metallteilen geschwächt werden, deren elektrische Polarität entgegengesetzt ist der Polarität der gegenüberliegenden Kathodenteile.
2. 2. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile die Form von Kegelmänteln haben, deren Spitzen in der Nähe der Endpunkte der Kathoden liegen und die zur Kathode konzentrisch sind.
3. 3. Entladungsgefäß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile spiralige, geradlinige oder andere Ausschnitte von Kegelmänteln sind.
4. 4. Entladungsgefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte die Form von geraden Linien haben, die bei plattenförmiger Anode in der durch den Heizfaden gehenden, zur Anode parallelen Ebene liegen.
5. 5. Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Parallelschaltung mehrerer Kathoden die auf derselben Kathodenseite liegenden Metallstücke miteinander verbunden sind.
6. 6. Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf entgegengesetzter Seite liegenden Metallteile durch schlechte oder Halbleiter hochohmigen Widerstandes miteinander verbunden sind.
7. 7. Entladungsgefäß nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Metallteile Teile 'größeren Widerstandes Verwendung finden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen