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Elektrische Kathodenglimmlichtlampe zur optischen Stromanzeige oder
Strommessung Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kathodenglimmlichtlampen,
bei denen zur optischen Strz)manzeige oder Strommessung eine stabförmige Kathode
verwendet -wird, die sich je nach der Stärke des Betriebsstromes mit einer von dem
der Anode benachbarten Ende ausgehenden, mehr oder minder langen Glimmschicht überzieht.
Solange die Oberflächenstromdichte der-Kathode einen bestimmten Grenzwert nicht
übierschreitet, tritt der verhältnismäßig niedrige sogenannte normale Kathodenfall
auf. Wenn jedoch die gesamte Oberfläche der Kathode bereits mit der Glimmschicht
überzogen ist, so führt eine weitere Steigerung der Stromstärke bekanntlich zu einem
übermäßigen Anwachsen der Oberflächenstromdichte der Kathode, wobei ein anormal
hoher Kathodenfall und damit eine außerordentlich starke Zerstäubung der Kathode
auftritt, wodurch die Lebensdauer der Kathodenglimmlichtlamp,e wesentlich verkürzt
wird.
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Die Erfindung bezweckt, diese äußerst schädliche Wirkung der Überströme,
die sich bei vielen Verwendungszwecken der ob.enerwähnten Kathodebglimmlichtlampen
nicht vermeiden lassen, weitgehend zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird nach der
Erfindung am von der Anode entfernten Ende der stabförmigen Kathode ein Überströme
aufnehmender metallischer, mit der Kathode leitend verbundener Hohlkörper, z..B.
ein Blechzylinder oder eine Drahtkorbwendel, vorgesehen. Hat bei einer, derart ausgebildeten
Lampe die Betriebsstromstärke ihren höchsten Wert erreicht und ist demzufolge die
gesamte Kathodenoberfläche bereits mit der Glimmschicht bedeckt, so wächst bei einer
durch Überströme herbeigeführten weiteren Steigerung der Entladungsstromstärke die
Oberflächenstromdichteund damit der., Kabhodenfall an der stabförmigen Kathode nicht
mehr an, weil die Überströme von den- am Ende der stabförmigen Kathode angeordneten
metallischen Hohlkörper aufgenommen werden. Ein solcher metallischer Hohlkörper,
z. B. ein Blechzylinder oder eine Drahtkorbwendel, kann infolge seiner verhältnismäßig
großen Oberfläche beträchtliche Überströme- aufnehmen und dadurch die stabförmige
Kathode entlasten. Die Stromaufnahmefähigkeit eines derartigen als Hohlkathode wirkenden
metallischen Hohlkörpers ist ferner insbesondere deswegen- sehr hoch, weil die -einander
zugekehrten Stromansatzoberflächen gegenseitig den 'Elektronenaustritt fördern,
so daß bis zu .eitlem gewissen Grade ein solcher Hohlkörper Überströme ansaugt.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung, teilweise
im Schnitt, veranschaulicht.
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Abb. i zeigt eine zweisockelige Kathodenglimmlichtlampe, bei der zur
Aufnahme des Überstromes am von der Anode entfernten Ende der Kathode ein Blechzylinder
angeordnet ist.
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Abb.2 veranschaulicht eine einsockelige Kathodenglimmlichtlampe mit
einer am Ende
der stabförmigen Kathode angeordneten Drahtkorbwendel.
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Bei der zweisockeligen Kathodenglimmlichtlampe nach Abb.3 ist als
metallischer Hohlkörper eine zylindrische Drahtkorbwendel benutzt.
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Das Röhrengefäß i der Kathodenglimmlichtlampe nach Abb. i weist an
jedem Ende einen kegelförmig zulaufenden Anschlußsockel 2, 3 auf, von denen der
eine, 2, mit der scheibenförmigen Anode ¢ und der andere, ;, mit der axial im Röhrengefäß
verlaufenden, stabförmigen Kathode 5 verbunden ist, die in Nähe der Anode .i frei
endigt. Zur Aufnahme von Überströmen ist an ,dem von der Anode entfernten Ende der
stabförinigen Kathode 5 ein Blechzylinder 6 angeordnet und mit dem Kathodenstab
5 leitend verbunden. Beim Betrieb dieser Kathodenglimmlichtlampe tritt, solange
der Entladungsstrom klein ist, nur am der Anode 4. gegenüberstehenden Ende der Kathode
5 .eine Glimmschicht auf, die sich mit wachsendem Entladungsstrom mehr und mehr
über die Länge der Kathode 5 hinweg ausbreitet. Ist die gesamte Kathode mit dem
Kathodenglimmlicht bedeckt und wächst der Entladungsstrom infolge einer Überspannung
weiterhin an, so setzt die Entladung an dem Blechzylinder 6, insbesondere an seinen
Innenflächen, an, wodurch die stabförmige Kathode 5 vor einer überniäßigenOberflächenstromdichte
verschont bleibt, die einen anormal hohen Kathodenfall und infolgedessen eine starke
Zerstäubung der Kathode herbeiführen würde.
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Bei der Kathodenglimmlichtlampe nach Abb. 2 sind sämtliche Stromzuführungen
durch den am unteren Ende der Glasröhre i eingeschmolzenen Quetschfuß ,- hindurchgeführt,
der außer dem noch den zur Entlüftung und Füllung der Glasröhre i dienenden Pumpstut7en
8 umschließt. In kurzer Entfernung von dem Quetschfuß 7 befindet sich eitle durch
einige Drahtwindungen gebildete ringförmige Hilfselektrode 8, der eine die gleiche
Gestalt aufweisende Anode 9 vorangestellt ist. Die ringförmige Hilfselektrode 8
und die ringförmige Anode 9 umschließen den axialen Kathodenstab 5, -der an seiner
Spitze gemäß der Erfindung eine als Hohlkathode wirkende Drahtkorbwendel io trägt,
die außerdem noch gegen die Kuppe des Röhren->efäl3es i abgestützt ist. Zu diesem
Zweck ist (las obere Ende der Drahtkorbwendel in eine Ausbuchtung der Gefäßkuppe
gesteckt; die Gefäßkuppe könnte aber selbstverständlich auch einen nach innen gerichteten
Zapfen aufweisen, den das Ende der Drahtwendel umgreift. In der Abb. 3 ist wie in
Abb. t eine mit zwei Anschlul.')sockeln versehene Kathodenglimnilichtlampe gezeigt.
In dem Quetschfuß am unteren Ende des Röhrengefäßes sind die drei zur Kathode 5
bzw. zur Anode 9 bzw. zur Hilfselektrode 8 führenden Stromleiter i t, 12, 13 eingeschmolzen,
die mit den Anschlußstiften 14, 15, 16 des zylindrischen Sockels 17 in Verbindung
stehen. Am oberen Ende des Röhrengefäßes i ist dagegen nur ein einziger Stromleiter
i 8 eingeschmolzen, der die kegelförmig zulaufende Sockelkappe i9 mit der den mittleren
Teil der Kathode 5 annähernd halbringförmig umfassenden Sonde 20 verbindet, die
dazu benutzt werden kann, das Vordringen des Glimmlichtes bis zu ihrer Höhe anzuzeigen.
Bei dieser Lampe ist gemäß der Erfindung an der Spitze der stabförmigen Kathode
5 eine zylindrische Drahtwendel 2 t angeordnet, die an die Spitze der Kathode angeschweißt
ist. Es kann aber auch diese zylindrische Drahtwende121 aus dem Draht der stabförmigen
Kathode 5 selbst hergestellt werden, indem der obere Endteil der stabförmigen Kathode
5 zu einer Wendel gewickelt wird.
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Sämtliche der dargestellten Ka.thoden,glimmlichtlampen enthalten,
wie an sich bekannt, eine Füllung aus einem oder mehreren Edelgasen von geeignetem
Druck und gegebenenfalls auch noch einen oder mehrere im Betrieb ganz oder teilweise
verdampfende metallische Bodenkörper. Die stabförmige Kathode kann, um einen besonders
niedrigen Kathodenfall zti erzielen, mit Alkali- oder Erdalkalimetallen oder deren
Verbindungen versehen sein. In vielen Fällen ist @es zweckmäßig, derartige Stoffe
auch auf die in Form eines Blechzylinders oder einer Drahtwendel ausgebildeten Hohlkörper,
gegebenenfalls auch auf die ringförmige Hilfselektrode, aufzubringen.