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Entladungsgefäß mit zwei Entladungsstrecken für die Greinacher-Gleichrichterschaltung
Es ist bekannt, bei Entladungsgefäßen konzentrisch ineinanderliegende Entladungsräume
zu verwenden. Die Anode der inneren Ent-I,adungsstrecke wird dabei durch das Elektronenbombardernent
bzw. die Wärmestrahlung .der Kathode des ersten 'Entladungsraumes geheizt. Sie ist
mit einer aktiven Schicht versehen, die als Kathode für den äußeren Entladungsraum
dient.
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Erfindungsgemäß soll nun eine solche Anordnung für Gleichrichterschaltungen
nach G r e in a c h e r mit geerdetem po,sitivzm Gleichspannungspod verwendet werden.
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Bei gewöhnlichen Greinacher-Schaltungen besteht ,die Schwierigkeit,
daß die Kathode mindestens einer der beiden Gleichrichterröhren für die eine Halbschwingung
an der höchsten, für die andere Halbschwingung an der niedrigsten auftretenden Spannung
liegt, d. h. extrem hohen Potentialschwankungen unterworfen ist. Man ruß also auf
dem Transformator mindestens ,eine Heizwicklung vorsehen, an die besonders hohe
Anforderungein bezüglich der Spannungsfestigkeit gestellt werden müssen.
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Verfährt man jedoch nach dem Vorschlag der Erfindung, so@ spart man
nicht nur eine Heizwicklung ein, sondern erreicht - durch Erdung des positiven Gleichspannungspols,
daß als einzige Heizwicklung eine gewöhnliche Wicklung verwendet werden kann, 'die
keinen besonderen Anforderungen auf Span-. nungsfestigkeit genügen ruß, da ihr Potential
praktisch igleich .dem Erdpo,te:ntial ist, wodurch eine erhebliche Verbilligung
der AnoTdnung erzielt wird.
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Den schematischen Aufbau des Entladungsgefäßes zeigt Abb. i, Abb.
-- eine Skizze der Greinachex-Schaltung bei der erfindungsgemäßen Ausführung.
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Inn. Abb. i bedeutet io eine direkt geheizte Kathode, i ieinen Anodenzylinder,
welcher die Kathode i o urrlgibt,.und 12 einen weiteren Zylinder, welcher seinerseits
konzentrisich zu dem. Anodenzylinder i i :angeordnet ist. Es sind ferner zwei Metallflächen
13 vorhanden, welche mit ,dem Zylinder i i leitend verbunden sind und den
Innenraum dieses. Zylinders i I
fast völlig abdecken. Die Zuleitungen zu der
Kathode i o gehen durch kleine Offnungen der Metallflächen 13 .isoliert hindurch.
Der Zylinder z i trägt auf seiner Außenseite einen. Überzug 1q. ;aus Kathq,d@enmaberial.
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Diese Einrichtung arbeitet in der Weise, ,daß in der direkt geheizten
Kathode i o sowohl Kathodenstrahlen als ,auch Wärmestrahlen auf die Anode i i gelangen
und dieser Ano-denzylinder infolge der Wärmestrahlen und/oder
infolge
des ` Elektronenbombardements eine nennenswerte Temperatur annimmt. Somit wird auch
der aktiven Schicht 14 eine entsprechende Heizleistung zugeführt, so, daß auch zwischen
dieser Schicht als Kathodeünd dem Zylinder 12 eine Elektronenentladung stattfinden
kann. Der Zweck der MetallfVächcn 13 wird weiter unten im Anschluß an die Abb. 2
erläutert werden.
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In Abb.2 bedeuten 15 die Sekundärwicklung,des Transformators und 16,
1 7 zwei Kondensatoren. Die übrigen Bezugszeichen in Abb. z haben. dieselbe Bedeutung
wie. in Abb'. i.
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Die Schaltung nach Abb. 2 arbeitet in, :der Weise, daß bei der einen
Halbwelle, bei der beispielsweise das,obere Ende der Sekundärwicklung 15 positiv
gegenüber ihrem unteren Ende sein möge, zwischen der Kathode io und der Anode i
i eine: Elektrolnenentladung stattfindet, so daß die obere Belegung des Kondensatflrs
16 auf ein positives Potential gegenüber seiner unteren Belegung aufgeladen wird.
Während der nächsten Halbwelle, wäh= rend welcher das .obere Ende der Transformatorwicklung
negativ gegenüber ihrem untere:n Ende ist, ist die Entladungssitrecke io, i i undurchlässig;
dagegen findet zwischen dem Kathodenbelag 14 und der Anode 12, welche zusammen -die
zweite Entladungsstrecke darstellen, ein Elektronenübiergang statt: Durch diesen
Entladungsstrom wird die obere Belegung des Kondensators 17 auf ein negatives Pbfiential
gegenüber seiner untere:n Belegung aufgeladen. In -der darauffolgenden Halbwelle
führt die Entladungsstrecke 1q., 12 keinen Strom. Es fließt dagegen wieder ein Ladestrom
für den Kondensator 16 durch die Entladungsstrecke i o, i i. Die Spannungen, welche
an ,den Kondensatoren 16, 17 auftreten, besitzen eine solche Polarität, daß an den
Klemmen 18 die doppelte Kondensatorspannung abgenommen werden kann. Sofern man den
positiven Pol des Kondensators 16 erdet, ist überhaupt keine auf Potential geben
Erde befindliche Heiztransfommatorwicklung notwendig, da der Kathodenbelag 14 keiner
besonderen Heizwicklung bedarf.
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Die bereits an Hand .der Abb. i erwähnten Metallflächen 13 dienen
dazu, in derjenigen Entladungsperiode der Transfomtnatorspannung, in der die Entladungsstrecke
1¢" 12 durchlässig, .diejenige i ö, i i dagegen gesperrt ist, einen Entladungsstrom
vom Kathodenbelag i ¢ auf die Kathode i o zu verhindern. Die Kathode io hat nämlich
innerhalb dieser Halbperio-de ein positives Potential gegenüber dem Kathodenbelag
1q., so, daß an sich ein gewisser Elektronenstrom auf die Kathode i o gelangen kann.
Dieser würde nicht nur die Ladung des Kondensators 16 zum Teil wieder neutralisieren,
sondern würde auch die Ka.-tho-de io durch Elektronenbombardement zerstören können.
Wenn man jedoch, wie bereits an Hand der Abb: i erwähnt, die Metallflächen 13 anordnet,
-welche auf das Potential ,des Anodenzylinders i i gebracht werden, so besteht nur
ein elektrisches Feld zwischen -,diesen Metallflächen und dem KathodemUraht io,
während keine Kraftlinien vorhanden sind, die auf dem Kathodenbelag 14 beginnen
und auf der Kathode io enden.
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Die Heizung des Kathodenbelags 14 : durch Wärmestrahlung hat
gegenüber derjenigen durch Elektronenbombardement den Vorteil, .daß die Spannung
an den Klemmen 18 in viel höherem Grade unabhängig ist von dem Strom, der an diesen
Klemmen entnommen wird, als es. bei der Heizung durch Elektronenbombardement der
Fall ist. ®Es soll jedoch ausdrücklich bemerkt werden, daß, wenn es sich um eine
Verwendung des Entladungsgefäßes handelt, bei, welcher aus der Natur .der Schaltung
heraus stets. derselbe Strom zwischen der Kathode io und der Anode ii fließt, die
Zuführung der Heizleistung zum Kathodenbelag 14 ganz oder zum Teil auch durch Elektronenbombardement
geschehen kann. In diesem. Falle kann man also gew"wnschtenfalls sogar ,die Kathode
io durch eine indirekt geheizte Kathode ersetzen, welche gegenüberdirekt geheizten
Kathoden bekanntlich .eine verschwindend geringe Wärmestrahlung und .einen entsprechend
kleinen Heizleistungsbedarf aufweist: Ein Entladungsgefäß der beschriebenen Art
kann auch mit je einem oder mehreren Steuergittern in. einer,oder beiden
Entladungsstrecken ausgerüstet werden. Hierhei isst jedoch darauf zu achten, daß,
wenn in der Entladungsstrecke -io, ii eine sehr starke Steuerung des Entladungssitromes
stattfindet, die Temperatur des Kathodenbelages 14 nicht schwanken ,darf. Man wird
also in diesem Falle zweckmäßig die Kathode io als direkt geheizte Kathode, beispielsweise
als Wolframkatho,de, ausbilden: In der Entladungsstrecke 1q., 12 kann jedoch bei
jeder Schaltung eine beliebige Steuerung d:es Entladungsstromes vorgenommen werden.